1999 Fiscal Year Annual Research Report
ガラス中の希土類イオンの光物性・構造解析システムの構築
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09450239
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
井上 博之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10193608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽我 公平 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50272399)
牧島 亮男 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00016578)
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| Keywords | 希土類イオン / 配位構造解析 / 蛍光スペクトル / 配位場理論 / Stark分裂 / フッ化物ガラス / Judd-Ofelt理論 / 遷移速度 |
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| Research Abstract |
フッ化物ガラス中に3価の希土類イオンの発光・吸収に関して以下の知見及び成果を得た。
これまでに、代表的なフッ化物ガラスであるZBLAN(ZrF_4系フッ化物ガラス)・YABC(ALF_3系フッ化物ガラス)の両組成において、分子動力学法によって作成した原子レベルの構造モデルから見積もった結晶場パラメータによる希土類イオンの4f電子への影響を見積もることにより、4f電子のエネルギー準位の分裂とその間の遷移速度を求めることができ、Pr^<3+>,Er^<3+>,Tm^<3+>の各希土類イオンの吸収スペクトルや輻射遷移速度が実測と対応することを見出した。さらに、Nd^<3+>,Ho^<3+>においても、同様に本研究の手法が適用できることがわかった。
(2)(1)におけるスペクトルの算出をもとにして、さらに、無輻射遷移である多フォノン緩和速度や希土類イオン間のエネルギー移動速度を求めることにより、様々な励起条件における希土類イオンの励起状態を見積もることができる。特に、2つの波長の異なる励起光を用いた場合や試料をファイバー状にして、励起光を閉じ込めた場合、2種類の異なる希土類イオンを添加した場合などに対しても、見積もることができ、一部のパレス光を用いた場合においては、その実測と十分に対応することがわかった。また、ファイバーを仮定した場合に連続光の2波長を用いて励起した場合に、光増幅・ファイバーレーザーのための反転分布形成の効率に関しても知見を得ることができた。
(3)昨年度行ってきた解析手法の確立のためには、さらに、適用範囲を広げるために、他のフッ化物ガラスの構造解析を行っている。
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[Publications] M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue and A. Makishima: "Upconversion mechanism in Er^<3+>-doped fluorozirconate glasses under 800 nm excitation"Journal of Applied Physics. 85・1. 29-37 (1999)
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[Publications] M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue and A. Makishima: "Effect of Yb3+ doping on upconversion emission intensity and mechanism In Er^<3+>/Yb^<3+>-codoped fluorozirconate glasses under 800nm excitation"Journal of Applied Physics. 86・11. 6143-6149 (1999)
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[Publications] M. Shiraishi, A. Makishima, H. Inoue and K. Soga: "Optical properties of lead-tin fluorophosphate glass doped with porphyrin metallocomplexes"Journal of Non-Crystalline Solids. 259. 165-169 (1999)
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[Publications] T. Ishiwaki, H. Inoue and A. Makishima: "Optical properties of qunizarin doped SiO_2 -TiO_2 gel"Journal of Non-Crystalline Solids. 244. 151-158 (1999)
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[Publications] T. Ishiwaki, H. Inoue and A. Makisima: "Electronic structure of quinizarin complexed with TiO_2 clusters"Journal of Materials Science. 35. 1-6 (1999)
