近几年来，在稀土掺杂发光材料的研究上国内外学者都做了大量的工作，极大的促进了其在彩色显示、固体激光器、光放大器件各个领域的发展。我们知道，发光材料的基本组成是承载基质材料和激活发光离子，为了获得有的激光增益，既要要求基质材料具有良好的物理化学性能，机械性能，同时激活离子还要具有有效的激光输出，可以调节的带宽范围等。

声子能量是在选择激光玻璃基质玻璃中必须要考虑的主要参数，因为在玻璃基质中，较低的声子能量可以增加激光玻璃的发光效率，其原理是通过减少多声子弛豫时间。所以铋酸盐玻璃常常被选做激光玻璃基质材料。这是因为具铋酸盐玻璃具有较宽的的传输范围、大的红外透射面积、强的溶解稀土离子能力、较低的声子能量、高折射率、化学稳定性好、成本便宜等优点，故而光纤放大器的基质玻璃材料常常选用铋酸盐玻璃。综上所述，本论文选择铋酸盐玻璃掺杂Ag0/Er3+/Tm3+体作为研究对象，该体系具有较高的发展前景和应用价值。

表面等离子体共振是金属纳米颗粒在激光玻璃中的重要性质，应用广泛，是金属纳米颗粒固有的光学现象。其产生的原因是自由电子在金属纳米颗粒中集体振动造成的。如果金属纳米颗粒接近稀土离子，那么由金属纳米颗粒形成得局域场，会不断的提升稀土离子的激发速率，进而高效改良稀土离子的发光性能，这就是所谓的金属纳米颗粒增强的荧光发光。除此之外基质的介电常数，金属纳米颗粒的形貌和规格，还有基质的折射率等都会影响表面等离子体共振。在可见光区域金属纳米材料，有最为显著的表面等离子体共振效应。而当金属纳米粒子复合材料被表面等离子共振频率旁边的光束激发时，会很大程度增强金属颗粒表面和内部的电场，这就是局域场增强效应。总的来说，掺入金属Ag纳米颗粒，可以通过金属纳米颗粒自发产生的荧光可以增加激发能量，以此来增加稀土离子周围的光子密度，由著名的费米黄金定则可知，跃迁概率和光子密度正相关，所以加入金属纳米离子可以增强荧光发射。

所以，本文应用了金属纳米颗粒自身具有的表面等离子体共振效应（SPR），以此来提高Er3+/Tm3+共掺杂铋酸盐玻璃系统的发光效率。

1.2 激光玻璃的制备方法

加工成型方法 简介 长处 不足

熔融退火处理法 完全并且充分的将各种原材料混合均匀后，在特定的温度下熔融反应，然后通过快速成型，再进行温度下的退火处理 成型过程简单易于操作，制备价格低廉，可以随意调节玻璃样品尺寸 1000摄氏度以上高温操作危险，反应过程中氧气流速难以精确地控制

离子注入法 通过特定的物理化学方法将要掺杂的离子注入到玻璃表面，通过改变离子注入过程中不同工艺步骤的参数，来控制玻璃样品的各项性质 操作不是太过于复杂，可以控制样品的各项性质 操作过程中由于温度的误差会导致玻璃样品的性质出现一定的偏差

溶胶一凝胶法 用有机溶剂溶解玻璃的主要成分制备成分均一的一溶液，将其他组分加入溶液，进行溶胶-凝胶反应，干燥处理，最后进行退火处理 可以用来制备和设计各种新材料，制备过程中温度相对较低 样品可能会含有很多气孔，并且制备周期过长

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1.3 激光玻璃相关理论

1.3.1 激光玻璃发光机制

物质发光的机理：处于激发态的粒子，具有自发跃迁到基态或是较低能级的趋势，在离子由高能级自发的向低能级辐射跃迁的过程中，将同时辐射出一个光子（即组成光的能量量子），辐射光子的能量等于高能级和低能级之间的能量之差：E光子=E高-E低。