Er-Yb:Al2O3单晶光纤的高温传感及能量传递机制研究

以高效发光铒镱共掺杂氧化铝纳米晶为涂敷材料，采用激光加热基座生长(LHPG)技术制备铒镱共掺杂氧化铝单晶光纤。优化工艺参数，研究激光功率、晶体源棒熔球大小，籽晶点入深度、熔区长度及生长速度对铒镱共掺杂氧化铝单晶光纤的光学和力学性能的影响。结合铒镱共掺杂氧化铝单晶光纤的晶体结构及能谱，分析晶体结构、缺陷引起的铒离子激活程度的变化，提出其可能的生长机理。在测温范围295-1500 K，泵浦功率≤500 mW条件下，研制温度分辨率可达0.3 K左右的铒镱共掺杂氧化铝光学高温传感光纤。确定铒、镱离子在氧化铝晶格场和外电场作用下的Hamilton量，建立相应的Schr?dinger方程，计算铒、镱离子的能态、Stark分裂和发光效率；分析高温状态下合作上转换、激发态吸收、能量传递及反向能量传递等上转换发光效应的内在机理。