近年来，波长是2μm的固体激光器在社会上引起了很多人的重视。在我国，2μm发光的稀土离子掺杂的激光材料的研究越来越多，这些材料主要有晶体，石英玻璃等，在我的论文中，我将着重研究一下稀土离子在硅酸盐玻璃中的发光效能[2]。玻璃在常温下是一种透明的固体，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃的化学组成是Na2O·CaO·6SiO2，主要成分是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。玻璃的特点：（1）各向同性：均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同。（2）介稳性：当熔体冷却成玻璃体时，它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化。（3）可逆渐变性：熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的。（4）连续性：熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的。玻璃既不是晶态，也不是非晶态，也不是多晶态，也不是混合态。理论名称叫玻璃态。玻璃态在常温下的特点是：短程有序，即在数个或数十个原子范围内，原子有序排列，呈现晶体特征；长程无序，即再增加原子数量后，便成为一种无序的排列状态，其混乱程度类似于液体。在宏观上，玻璃又是一种固态的物质。玻璃就是这样一种物质。造成玻璃这种结构的原因是：玻璃的粘度随温度的变化速度太快，而结晶速度又太慢。当温度下降，结晶刚刚开始的时候，粘度就已经变得非常大，原子的移动被限制住，造成了这种结果。所以，玻璃态类似于固态的液体，物质中的原子永远都是处于结晶的过程中。玻璃的历史，从最开始玻璃是火山喷出的酸性岩因为冷却凝固而变成的。在公元前3700年前，古埃及人就开始制出玻璃的装饰品和器皿，在公元前1000年前，中国开始制造玻璃。在公元12世纪，玻璃成为了商品，工业上以玻璃作为主要的材料。在18世纪的时候，光学玻璃问世。在1873年的时候，平板玻璃问世于比利时。随着玻璃制造技术的越来越成熟，玻璃可以被安全地运用于各种用途。从而使得现在的时代，玻璃已经成为日常的材料。论文中使用的硅酸盐玻璃。80892

硅酸盐玻璃结构图是硅酸盐玻璃的结构图。硅酸盐玻璃是一种在高温熔融的状态下，还可以保持内部的网络结构的玻璃，在冷却过程中，其粘度逐渐增大并硬化，并且不会结晶的一种硅酸盐类非金属材料，基本成分为SiO2。硅酸盐玻璃（silicateglass）以二氧化硅为主要成分的玻璃。最常用的有钠钙硅酸盐、钠铝硅酸盐、钠硼硅酸盐玻璃、建筑玻璃、日用玻璃、玻璃纤维、大部分光学玻璃、技术玻璃的成分属硅酸盐玻璃。使用铋掺杂的硅酸盐来进行试验，是因为铋掺杂的硅酸盐具有优异的光学性能，可以成为光学放大器的增益介质。所以选择用掺铋的硅酸盐来作为基质，进行研究。选择位于2μm的波段是因为2μm波段的激光对于生物组织而言，是吸收的强度很强烈的，吸收的效果也很明显。吸收系数可以达到200cm-1~600cm-1。这使得实验数据可以方便的被测出，也可以很明显的仅用眼睛看来比较实验数据的差异之处。经试验，发光基质材料的选择应该是玻璃，应为玻璃是一种长程无序的网络结构，论文网这使得掺杂在玻璃中的离子的发光效能得到扩大，宽带变宽[11]。而发光的离子应该则选择铒离子和铥离子共掺杂，因为在石英光纤中，铒离子对于1500nm处的光吸收能力很弱，也就是光的通过率很高，所以，铒离子在1500nm处的导光效果十分良好。然而实验表明铒离子在1500nm处的发光峰越窄，意味着铒离子承受的光信号很少，铒离子单掺杂的带宽很有限。所以为了增加光信号的传输，我们需要加宽光谱，确定使用铥离子的掺杂来辅助铒离子发光。凭借掌控铥离子浓度的增加或减少来最大限度的增加玻璃的发光效能。那么，为什么会想到掺杂铒离子来辅助铥离子发光呢？因为铥离子的发光是来源于1470nm处的发光，铒离子是1500nm处的发光，假如两者可以实现相加，那么就可以使得光波成倍增宽，这时候就可以承载更多的信号，这也是为什么要研究两者共掺杂的原因。下面，来了解一下荧光光谱。荧光光谱主要分为两种：激发光谱（PLE）和发射光谱（PL）。激发光谱的意思是固定发射光的波长，改变激发光的波长，记录荧光强度随激发波长的变化。发射光谱的意思是固定激发光的波长，记录不同发射波长处荧光强度随发射波长的变化。两者都是用来记录随着波长的变化，发射荧光强度的改变的光谱。荧光光谱常常与吸收光谱一起出现使用，这样就可以两者相互比较分析。荧光光谱的数据图中常常有峰位和半峰宽，峰位是表示荧光的颜色，半峰宽是表示荧光的纯度。以上就是需要了解的荧光光谱的一些知识，对本人的毕设论文也是有一定的帮助的。