Szk a i wiat owody aktywne jako luminescencyjne ród a promieniowania

MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 2, (2012), 172-176 www.ptcer.pl/mccm Szk a i wiat owody aktywne jako luminescencyjne ród a promieniowania DOMINIK DOROSZ*, MARCIN KOCHANOWICZ, JACEK MOJDA, WOJCIECH MAZERSKI, PIOTR MILUSKI, JAN DOROSZ Politechnika Bia ostocka, Katedra Optoelektroniki i Techniki wietlnej, ul. Wiejska 45D, 15-351 Bia ystok *e-mail: d.dorosz@pb.edu.pl Streszczenie W artykule przedstawiono wyniki bada nad dwoma uk adami szkie : uorokrzemianowego i uorofosforanowego, domieszkowanych jednocze nie jonami Nd 3+ i Yb 3+. Przeprowadzono optymalizacj zawarto ci domieszek w celu przestrzennego dopasowania przekrojów czynnych na emisj donora (Nd 3+ ) i absorpcj akceptora (Yb 3+ ). W wyniku pobudzania uk adów diod laserow o d ugo ci fali 808 nm uzyskano szerokie widmo luminescencji w okolicach 1 m b d ce superpozycj przej 4 F 3/2 4 I 11/2 dla Nd 3+ i 2 F 5/2 2 F 7/2 dla Yb 3+. Z opracowanych szkie charakteryzuj cych si najszerszym widmem luminescencji wytworzono wiat owody, uzyskuj c wzmocnion emisj spontaniczn (ASE) na d ugo ci fali 1,1 m. S owa kluczowe: wiat owód aktywny, szk o uorokrzemianowe, szk o fosforanowe, ASE ACTIVE GLASSES AND OPTICAL FIBRES AS A LUMINESCENT SOURCE OF RADIATION In the paper, spectroscopic properties of uorosilicate and uorophosphate glass systems co-doped with Nd 3+ /Yb 3+ ions were investigated. The optimization of the molar concentration of dopants was determined with respect to the spectral overlaps of the emission cross-section of neodymium ions and the absorption cross-section of ytterbium ions. As a result of the optical excitation with a laser diode at a wavelength of 808 nm, the strong and wide emission was observed corresponding to a superposition of optical transitions 4 F 3/2 4 I 11/2 (Nd 3+ ) and 2 F 5/2 2 F 7/2 (Yb 3+ ). The optimization of Nd 3+ /Yb 3+ transfer in both glasses allowed us to fabricate optical bres that showed narrowing and red-shifting of the ampli ed spontaneous emission (ASE) at 1.1 m. Keywords: Active bre, Fluorosilicate glass, Fluorophosphates glass, ASE 1. Wprowadzenie wiat owodowe ród a promieniowania znajduj zastosowanie w komunikacji optycznej, spektroskopii materia ów, testowaniu elementów optycznych, yroskopach optycznych oraz biofotonice. Jednym z istotnych obszarów aplikacyjnych jest technika obrazowania OCT (koherentna tomogra a optyczna), w której stosowanie w óknowych róde wzmocnionej emisji spontanicznej (ang. ASE - ampli ed spontaneous emission), pracuj cych w okolicy 1 m, staje si kluczowym elementem [1-3]. Wynika to z faktu, e w uk adach tych rozdzielczo przestrzenna pomiaru zale y proporcjonalnie od szeroko ci po ówkowej emitowanego promieniowania, st d te po dane s ród a o mo liwie du ym zakresie spektralnym. Podwójnie domieszkowane wiat owody aktywne otwieraj nowe mo liwo ci w zakresie konstrukcji wiat owodowych róde ASE. W wiat owodach tego typu, w wyniku z o enia pasm luminescencji pochodz cych od poszczególnych pierwiastków ziem rzadkich, mo liwe jest uzyskanie szerokiego spektrum emitowanego promieniowania [4, 5]. Wybór rodzaju matrycy szklistej na rdze aktywnego wiat owodu oraz jego d ugo maj kluczowy wp yw na parametry spektralne widma emisji ASE. Maj c na uwadze zakres spektralny (ok. 1 m), mo liwym rozwi zaniem jest wybór szkie krzemianowych lub fosforanowych. Szk a krzemianowe, jak wiadomo, charakteryzuj si dobrymi w a ciwo ciami optycznymi, mechanicznymi i termicznymi. Dodatkowa mody kacja osnowy tlenkowej zwi zkiem uorku, powoduje wzrost prawdopodobie stwa transferu energii wskutek zmniejszenia odleg o ci mi dzy jonami donora i akceptora [5]. Z kolei szk a fosforanowe s znane z bardzo dobrej rozpuszczalno ci pierwiastków ziem rzadkich, co wynika z obecno ci w ich strukturze znacznej ilo ci niemostkowych tlenów [6-12]. W konsekwencji g ówn zalet matryc fosforanowych jest mniejszy, ni w przypadku uk adów krzemianowych, efekt klasterowania umo liwiaj cy realizacj wzmocnienia pasma luminescencji ziemi rzadkiej na znacznie krótszym odcinku wiat owodu. Oba rodzaje matryc s atrakcyjne do konstrukcji podwójnie domieszkowanych wiat owodów aktywnych wykorzystywanych do szerokopasmowych róde promieniowania. St d te, w artykule przedstawiono porównanie w a ciwo ci optycznych dwóch typów szkie i wiat owodów: uorokrzemianowych i uorofosforanowych. Matryce, domieszkowane uk adem jonów Nd 3+ /Yb 3+, scharakteryzowano przedstawiaj c powsta y mechanizm transferu energii pomi dzy jo- 172

SZK A I WIAT OWODY AKTYWNE JAKO LUMINESCENCYJNE RÓD A PROMIENIOWANIA nami ziem rzadkich. Z opracowanych szkie o szerokim widmie luminescencji wytworzono wiat owody, w których uzyskano siln emisj promieniowania ASE. 2. Metodyka bada Szk a o sk adach molowych: (36-x-y)SiO 2-19PbO- 9PbF 2-8Al 2 O 3-15B 2 O 3 -Na 2 O-K 2 O-xNd 2 O 3 -yyb 2 O 3, gdzie x = 0,15, y = (0 0,75) i (63,85-x)P 2 O 5-8Al 2 O 3-2BaO- 25(BaF 2 +ZnF 2 +Na 2 O+MgF 2 +B 2 O 3 )-0,15Nd 2 O 3 -xyb 2 O 3 - (x = 0,15 lub 1,5) przygotowano z czystych spektralnie surowców (99,99%). Zestawy topiono w tyglu platynowym w piecu elektrycznym (1350-1450 C) przez 90 min. W celu uzyskania powtarzalno ci wymiarów stopion mas szklan wylewano do mosi nej formy. Otrzymano jednorodne i transparentne szk a bez widocznego efektu krystalizacji. Wspó czynnik za amania wiat a na d ugo ci fali 633 nm wyznaczono za pomoc refraktometru rmy Metricon 2010. Pomiar wspó czynnika absorpcji wytworzonych próbek szkie o rednicy 10 mm i grubo ci 3 mm wykonano za pomoc monochromatora Acton Spectra Pro 2300i z detektorem InGaAs w zakresie 0,4 1,1 m. Temperatury charakterystyczne wytworzonych szkie wyznaczono na podstawie pomiaru metod DSC analizatorem termicznym rmy SETARAM Labsys. Widmo luminescencji w zakresie od 800 1400 nm zmierzono przy u yciu monochromatora Acton Spectra Pro 2300i oraz diody laserowej ( p = 808 nm) z wyj ciem wiat owodowym o maksymalnej mocy optycznej P = 31 W. Wytworzone szk a scharakteryzowano pod k tem wp ywu rodzaju matrycy na proces transferu energii mi dzy jonami Nd 3+ (donora) i Yb 3+ (akceptora), okre laj c ich w a ciwo ci luminescencyjne. Szk a uorokrzemianowe i uorofosforanowe o najwi kszej szeroko ci po ówkowej widma luminescencji (~1 m) u yto jako rdzenie w wytworzonych wiat owodach wielomodowych. W celu uzyskania wzmocnionej emisji spontanicznej (ASE), wiat owody pompowano pó przewodnikowymi diodami laserowymi z wyj ciem wiat owodowym ( p = 808 nm oraz p = 976 nm, P max = 31 W. Mierzony sygna ASE transmitowano za pomoc wiat owodu do monochromatora StellarNet Blue Wave. Zbadano równie wp yw rodzaju matrycy szklistej na w a ciwo ci spektralne wzmocnionej emisji spontanicznej uzyskanej w wytworzonych wiat owodach. 3.Wyniki bada 3.1. Szk a i wiat owód uorokrzemianowy domieszkowany Nd 3+ /Yb 3+ Tabela 1 przedstawia podstawowe w a ciwo ci optyczne i termiczne wytworzonego szk a uorokrzemianowego. Na podstawie transmisji spektralnej wyznaczono wspó czynnik absorpcji otrzymanego szk a domieszkowanego Nd 3+ i Yb 3+ (Rys. 1). Zaobserwowano pasma absorpcji pochodz ce ze z o onej struktury neodymu oraz dwa charakterystyczne pasma absorpcyjne jonów iterbu powsta e wskutek rozszczepienia si poziomu 2 F 5/2. Kszta t linii absorpcyjnej w szkle opisuje si za pomoc krzywej Gaussa, a po o enie maksimum linii odpowiada redniej energii przej cia. Przej cia ze stanu podstawowego 4 I 9/2 dla jonów Nd 3+ oraz 2 F 7/2 w przypadku jonów Yb 3+ do wy ej po o onych poziomów energetycznych opisano za pomoc notacji Paschena [14]. Tabela 1. Termiczne i optyczne w a ciwo ci szkie uorokrzemianowych. Table 1. Thermal and optical parameters of uorosilicate glasses. Parametr Zakres warto ci G sto [g/cm 3 ] 3,8-4,2 Mikrotwardo [GPa] 8,5-9 Wspó czynnik za amania 1,63-1,65 Transmisja [ m] 0,4-4,5 Wspó czynnik rozszerzalno ci termicznej w zakresie 100-400 C [10-7 1/K] 82-92 Punkt mi kni cia T s [ C] 500-535 Temperatura transformacji T g [ C] (DSC) 440-458 Rys. 1. Wspó czynnik absorpcji szk a uorokrzemianowego domieszkowanego 0,15Nd 2 O 3 i 0,45Yb 2 O 3. Fig. 1. Absorption spectrum of uorosilicate glass co-doped with 0.15Nd 2 O 3 and 0.45Yb 2 O 3. Z punktu widzenia efektywnego pompowania uk adu z podwójn domieszk istotne jest przej cie 4 I 9/2 4 F 5/2 na d ugo ci fali ok. 805 nm, pozwalaj ce na stosowanie jako róde wzbudzenia pó przewodnikowych diod laserowych AlGaAs ( = 808 nm). W oparciu o widmo absorpcyjne oraz metod McCumbera obliczono przekrój czynny na absorpcj abs(yb) na d ugo ci fali równej 975 nm oraz przekrój czynny na emisj em(nd) na d ugo ci fali 878 nm. Korzystaj c z analizy nat enia przej optycznych wyznaczono ca kowity przekrój czynny na absorpcj ( abs ), prawdopodobie stwo emisji spontanicznej (A R ) oraz promienisty czas ycia poziomu metastabilnego ( d ) neodymu w zale no ci od koncentracji domieszki iterbu. W Tabeli 2 zestawiono otrzymane wyniki. W przypadku rezonansowej wymiany energii pomi dzy jonem Nd 3+, a Yb 3+ (Rys. 2) nale y zapewni dopasowanie warto ci przekroju czynnego na emisj neodymu z przekrojem czynnym na absorpcj iterbu. Najlepsze dopasowanie przekrojów czynnych otrzymano dla szk a fluorokrzemianowego domieszkowanego 0,15 Nd 2 O 3 i 0,45 Yb 2 O 3 (% mol.), uzyskuj c odpowiednio warto ci em(nd) = 1,65 10-20 cm 2 i abs(yb) = 1,61 10-20 cm 2. Pobudzaj c szk o SPF13 diod laserow ( = 808 nm), osi gni to za o ony cel i uzyskano szerokie widmo emisji przedstawione na Rys. 3. Zmierzona szeroko pasma luminescencji jest prawie trzykrotnie wi ksza ni w przypadku szk a domieszkowanego jedynie neodymem. Nale y pod- MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 2, (2012) 173

D. DOROSZ, M. KOCHANOWICZ, J. MOJDA, W. MAZERSKI, P. MILUSKI, J. DOROSZ Tabela 2. W a ciwo ci spektralne szkie uorokrzemianowych. Table 2. Spectroscopic properties of uorosilicate glasses. Szk o Stosunek Nd 3+ :Yb 3+ [% mol.] abs(yb) [10-20 cm 2 ] em(nd) [10-20 cm 2 ] abs(nd) [10 4 pm 3 ] A R(Nd) [10 4 s -1 ] SPF11 0,15 : 0,15 2,77 1,64 3,30 0,94 106 SPF13 0,15 : 0,45 1,61 1,65 3,75 1,07 93 SPF15 0,15 : 0,75 0,52 1,48 6,17 1,77 56 d(nd) [ s] Rys. 2. Uproszczony schemat poziomów energetycznych z zaznaczonymi mechanizmami transferu energii. Fig. 2. Simpli ed energy level diagram with mechanisms of energy transfer. Rys. 4. Znormalizowany sygna ASE wiat owodu uorokrzemianowego domieszkowanego 0,15Nd 2 O 3 i 0,45Yb 2 O 3 (% mol.). Fig. 4. Normalized ASE of fluorosilicate fibre co-doped with 0.15Nd 2 O 3 and 0.45Yb 2 O 3 (mol.%). Rys. 3. Widmo luminescencji szk a SPF13, uorokrzemianowego domieszkowanego 0,15Nd 2 O 3 i 0,45Yb 2 O 3 (% mol.); p = 808 nm. Fig. 3. Luminescence spectrum of SPF13 uorosilicate glass codoped with 0.15Nd 2 O 3 and 0,45Yb 2 O 3 (mol.%); p = 808 nm. kre li, e w wytworzonym szkle uorokrzemianowym osi gni ty szeroki zakres widmowy wynika z efektywnej wymiany energii mi dzy Nd 3+ Yb 3+. wiat owód, wytworzony ze szk a uorokrzemianowego domieszkowanego 0,15Nd 2 O 3 i 0,45Yb 2 O 3 (% mol.), pobudzano od czo a promieniowaniem o d ugo ci fali p = 808 nm. Zmierzono widma emisji wiat owodów o d ugo- ci 2 180 cm, uzyskuj c wzmocnion emisj spontaniczn powsta na drodze transferu energii mi dzy jonami neodymu i iterbu (Rys. 4). Zarejestrowane widma znacznie ró ni si od otrzymanego w przypadku obj to ciowej próbki szklanej i ju w wiat owodzie o d ugo ci 2 cm zaobserwowano pasmo wzmocnionej emisji spontanicznej wynikaj cej z przej optycznych w jonach iterbu. Ponadto, stwierdzono mo liwo realizacji w wiat owodzie efektywnego rezonansowego transferu energii pomi dzy jonami neodymu i iterbu. Interesuj cym zjawiskiem jest zmiana po o enia warto ci maksymalnej ASE, która silnie zale y od d ugo ci wiat owodu. W badanym zakresie 2 180 cm maksimum ASE zmienia si odpowiednio w przedziale 1028 1083 nm. Ponadto, zauwa ono efekt zmniejszania si szeroko ci po ówkowej FWHM widma ASE wraz ze wzrostem d ugo ci wiat owodu. Tak szeroki zakres zmian pasma wzmocnionej emisji spontanicznej umo liwia strojenie po o enia widma ASE do konkretnego zastosowania. Przesuwanie si maksimum ASE wraz ze wzrostem d ugo ci wiat owodu w kierunku fal d u szych zwi zane jest z reabsorpcj generowanego sygna u ASE. W przypadku wiat owodów o d ugo ciach 5 10 cm sygna pompy dociera do ko ca wiat owodu, przez co mo liwe jest wzmacnianie aktu emisji spontanicznej na ca ej d ugo ci wiat owodu. W przypadku wiat owodów o d ugo ciach 25 180 cm sygna ASE generowany na pocz tku wiat owodu jest wzmacniany wzd u wiat owodu do miejsca, gdzie obecny jest jeszcze sygna pompy umo liwiaj cy uzyskanie emisji spontanicznej. W odleg o ci od czo a wiat owodu, w której nie ma ju sygna u pompy do ko ca wiat owodu nast puje reabsorpcja cz ci sygna u ASE wynikaj ca z obecno ci szerokiego pasma absorpcji jonów iterbu. Maksimum pasma absorpcji przypada na 976 nm, st d cz promieniowania ASE o krótszych d ugo ciach fali jest absorbowana. W efekcie obserwujemy przesuwanie si widma emisji w kierunku fal d u szych oraz zmniejszanie si szeroko ci po ówkowej FWHM wraz ze wzrostem d ugo ci wiat owodu. 174 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 2, (2012)

SZK A I WIAT OWODY AKTYWNE JAKO LUMINESCENCYJNE RÓD A PROMIENIOWANIA Tabela 3. W a ciwo ci szkie uorofosforanowych. Table 3. Properties of uorophosphate glasses. W a ciwo Zakres warto ci G sto [g/cm 3 ] 2,72-2,99 Obj to molowa [cm 3 /mol] 42-45 Wspó czynnik za amania wiat a (650 nm) 1,52-1,538 Transmisja [ m] 0,25-2,5 Wspó czynnik rozszerzalno ci termicznej w zakresie 100-400 C [10-7 1/K]; DL 72-80 Temperatura transformacji T g [ C]; DL 480-500 Punkt mi kni cia T s [ C]; DL 520-550 Temperatura transformacji T g [ C]; DSC 470-490 3.2. Szk a i wiat owód uorofosforanowy domieszkowany Nd 3+ /Yb 3+ Podstawowe w a ciwo ci wytworzonych szkie uorofosforanowych przedstawia Tabela 3. Rys. 5 przedstawia wspó czynnik absorpcji wytworzonego szk a uorofosforanowego domieszkowanego 0,15Nd 2 O 3 i 1,5Yb 2 O 3 (% mol.). Podobnie jak w przypadku szkie uorokrzemianowych zaobserwowano pasma absorpcji pochodz ce ze z o onej struktury neodymu oraz dwa charakterystyczne absorpcyjne jonów iterbu. Jednak e pasmo zwi zane z przej ciem absorpcyjnym 2 F 7/2 2 F 5/2 w jonach iterbu jest wi ksze ni w przypadku analizowanego szk a u- orokrzemianowego. Wynika to bezpo rednio z wi kszej koncentracji centrów absorpcyjnych (jonów iterbu). Mo liwo wprowadzenia w szk ach uorofosforanowych wi kszego st enia jonów ziem rzadkich (0,15Nd 2 O 3 / 1,5Yb 2 O 3 % mol.) prowadzi, w wyniku dopasowania spektralnego przekrojów czynnych, do zwi kszenia prawdopodobie stwa transferu energii. Przeprowadzona optymalizacja koncentracji jonów donora (Nd 3+ ) i akceptora (Yb 3+ ), umo liwi a uzyskanie trzykrotnie szerszego pasma luminescencji (FWHM = ~100 nm) w porównaniu do szk a domieszkowanego jedynie neodymem (Rys. 6). Opracowane szk o urofosforanowe u yto do wytworzenia wiat owodu. Rys. 7 przedstawia wyniki bada wp ywu Rys. 6. Widmo luminescencji szk a uorofosforanowego domieszkowanego 0,15 Nd 3+ i 1,5Yb 3+ (% mol.); p = 808 nm. Fig. 6. Luminescence spectrum of uorosilicate glass co-doped with 0.15Nd 2 O 3 and 1.5Yb 2 O 3 (mol.%); p = 808 nm. d ugo ci wiat owodu na widmo ASE wiat owodu domieszkowanego 0,15Nd 2 O 3 i 1,5Yb 2 O 3 (% mol.) pompowanego od czo a pó przewodnikow diod laserow p = 808 nm. Pomimo zachowania identycznych warunków pomiarowych widmo luminescencji wiat owodu uorofosforanowego znacznie si ró ni od widma zmierzonej luminescencji wiat owodu uorokrzemianowego. Dla wiat owodu o d ugo ci równej 10 cm obserwuje si dwa pasma emisji: ok. 1015 nm oraz ok. 1053 nm. Przedstawione pasma s wynikiem przej kwantowych odpowiednio w strukturze iterbu i neodymu. W przypadku wiat owodu o d ugo ci 20 cm równie mo na zaobserwowa dwa nak adaj ce si na siebie pasma emisji. Pierwsze maksimum przy d ugo ci fali ok. 1032 nm zwi zane jest z sygna em ASE pochodz cym od jonów iterbu. Natomiast drugie maksimum o wi kszej warto ci przy d ugo ci fali ok. 1053 nm jest sygna em ASE pochodz cym od jonów neodymu. W analizowanym wiat owodzie o d ugo ci 105 cm maksimum emisji wyst puje przy d ugo ci fali ok. 1060 nm i jest zwi zane z zjawiskiem ASE pochodz cym od jonów neodymu. Wida tu równie nak a- Rys. 5. Widmowy wspó czynnik absorpcji szk a uorofosforanowego domieszkowanego 0,15Nd 2 O 3 i 1,5Yb 2 O 3 (% mol.). Fig. 5. Absorption spectrum of uorophosphate glass co-doped with 0.15Nd 2 O 3 and 1.5Yb 2 O 3 (mol.%). Rys. 7. Znormalizowany sygna ASE wiat owodu uorofosforanowego domieszkowanego 0,15Nd 2 O 3 i 1,5Yb 2 O 3 (% mol.). Fig. 7. Normalized ASE of uorophosphate bre co-doped with 0.15Nd 2 O 3 and 1.5Yb 2 O 3 (mol.%). MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 2, (2012) 175

D. DOROSZ, M. KOCHANOWICZ, J. MOJDA, W. MAZERSKI, P. MILUSKI, J. DOROSZ daj ce si na pasmo ASE od jonów iterbu, którego maksimum przypada na ok. 1075 nm. W badanych wiat owodach ourofosforanowych domieszkowanych 0,15Nd 2 O 3 i 1,5Yb 2 O 3 (% mol.) o d ugo ciach 20 105 cm wi kszo sygna u ASE zwi zana jest z przej ciami kwantowymi w strukturze neodymu. Pomimo spektralnego dopasowania przekrojów czynnych na emisj neodymu oraz absorpcj iterbu transfer energii w tych wiat owodach jest niewielki. Spowodowane jest to prawdopodobnie relatywnie du ym przekrojem czynnym na emisj jonów neodymu przy d ugo ci fali 1,06 mm w szk ach uorofosforanowych [6, 7]. Jednak e, w wiat owodzie o d ugo ci 180 cm zmierzono sygna ASE o kszta cie zbli onym do rozk adu Gaussa i maksimum przy d ugo ci fali ok. 1083 nm b d cy wynikiem przej kwantowych w strukturze energetycznej iterbu. Nie zaobserwowano jednocze nie pasma emisji ASE neodymu. Wynika st d, e efektywny rezonansowy transfer energii z neodymu do iterbu w wiat owodzie uorofosforanowym domieszkowanym 0,15Nd 2 O 3 i 1,5Yb 2 O 3 (% mol.) zaobserwowano przy d ugo ci wiat owodu 180 cm. W porównaniu do wiat owodu uorokrzemianowego w analizowanym wiat owodzie ze szk a uorofosforanowego maksimum emisji w funkcji d ugo ci zmienia si w w szym zakresie. Z przedstawionego porównania wynika znacz cy wp yw matrycy na parametry emisji ASE. W obu przypadkach inna jest zarówno szeroko po ówkowa jak te d ugo fali, przy której obserwuje si maksimum emisji. Wykorzystanie tych istotnych ró nic pozwoli na konstruowanie szerokopasmowych wiat owodowych róde promieniowania. Z o enie bowiem widm ASE obu badanych typów wiat owodów pozwoli oby uzyska szeroko po ówkow widma o 30% wi ksz ni ma to miejsce w przypadku badanych wiat owodów uorokrzemianowych. 4. Wnioski W rezultacie przeprowadzonych bada opracowano stabilne termicznie szk a uorokrzemianowe oraz uorofosforanowe domieszkowane jonami Nd 3+ i Yb 3+. Optymalizacja koncentracji jonów donora (Nd 3+ ) i akceptora (Yb 3+ ), prowadz ca do efektywnego przekrywania przestrzennego poziomów emisji neodymu i absorpcji iterbu, umo liwi a efektywny rezonansowy transfer energii, w wyniku którego zarejestrowano trzykrotnie szersze pasma luminescencji ni w przypadku szk a domieszkowanego jedynie neodymem. W wyniku analizy wp ywu koncentracji lantanowców na przekroje czynne na emisj donora i absorpcj akceptora, i tym samym na kszta t widma luminescencji stwierdzono, e najszersze pasmo luminescencji b d ce superpozycj pasm emisji jonów neodymu oraz iterbu ( = 100 nm) uzyskano w przypadku st e molowych lantanowców 0,15Nd 2 O 3 / 0,45Yb 2 O 3 w szkle uorokrzemianowym oraz 0,15Nd 2 O 3 / 1,5Yb 2 O 3 w szkle uorofosforanowym. W wytworzonych wiat owodach uorokrzemianowych i uorofosforanowych uzyskano wzmocnion emisj spontaniczn na drodze transferu energii mi dzy jonami neodymu i iterbu. Wykazano znaczny wp yw rodzaju matrycy szklistej na szeroko po ówkow i d ugo fali, przy której obserwuje si maksimum emisji ASE. Przeprowadzone badania jednoznacznie wskazuj, e niezale nie od rodzaju matrycy szklistej, z której wykonany jest wiat owód po o enie warto ci maksymalnej ASE silnie zale y jego od d ugo ci. W badanym zakresie 20 180 cm d ugo ci wiat owodu maksimum ASE znajduje si w przedziale 1028 1083 nm dla szk a uorokrzemianowego oraz 1053 1064 nm w przypadku szk a uorofosforanowego. Stwierdzono, e przesuwanie si maksimum ASE oraz zmniejszanie si FWHM wraz ze wzrostem d ugo ci wiat owodu w kierunku fal d u szych zwi zane jest z reabsorpcj sygna u ASE. Zaprezentowany szeroki zakres zmian pasma wzmocnionej emisji spontanicznej umo liwia relatywnie atwe strojenie emisji ASE. Wykorzystanie istotnych ró nic w parametrach widm wiat owodów uorokrzemianowych oraz uorofosforanowych umo liwia konstruowanie szerokopasmowych, wiat owodowych róde ASE, mog cych znale zastosowanie w optycznej koherentnej tomogra i siatkówki oraz dna oka. Podzi kowanie Praca zosta a wykonana w ramach pracy statutowej Politechniki Bia ostockiej S/WE/2/08. Literatura [1] Nandi P., Jose G.: Super uorescence from Yb- and Yb Er-doped phosphotellurite glass bres, Optical Fiber Technology, 14, (2008), 275 280. [2] Bashkansky M., Duncan M. D., Goldberg L., Koplow J. P.: Characteristics of a Yb-doped super uorescent ber source for use in optical coherence tomography, Opt. Express Oct., 12;3, (8), (1998), 305-10. [3] Trifanov I., Caldas P., Neagu L., Romero R., Berendt M. O., Salcedo J. A. R., Podoleanu A. Gh., António B. Ribeiro L.: Combined Neodymium Ytterbium-Doped ASE Fiber-Optic Source for Optical Coherence Tomography Applications, IEEE Photonics Technology Letters, 23, 1, ( 2011), 21 23. [4] Yanbo Q., Ning D., Danping Ch., Wenbo M., Qinling Z., Jianrong Q.: Spectroscopic properties of Nd 3+,Yb 3+ -doped and Nd 3+ Yb 3+ -codoped high silica glass, J. Mater. Sci., 44, (2009), 4026 4030. [5] mojda J., Dorosz D., Kochanowicz M.: Nd 3+ /Yb 3+ energy transfer in oxy uoride silicate glass, Proc. of SPIE, 7502, (2009), 750222-1 750222-6. [6] De la Rosa Cruz E., Kumar G.A, Diaz-Torres L.A, Martinez A., Barbosa Garcia O.: Spectroscopic characterization of Nd 3+ ions in barium uoroborophosphate glasses, Opt. Mater., 18, (2001), 321 329. [7] Choi J.H., Margaryan A., Shi F.G.: Judd Ofelt analysis of spectroscopic properties of Nd 3+ -doped novel uorophosphate glass, Journal of Luminescence, 114, (2005), 167 177. [8] US Patent 7423803-1- m phosphate-glass ber ampli ed spontaneous emission (ASE) source, (2008). [9] Sene F.F., Martinelli J.R., Gomes L.: Optical and structural characterization of rare earth doped niobium phosphate glasses, Journal of Non-Crystalline Solids, 348, (2004), 63 71. [10] Agnesi A., Carra L., Reali G.: Phosphate Nd:glass materials for femtosecond pulse generation, Opt.l Mater., 30, (2008), 1828 1831. [11] Surendra Babu S., Babu P., Jayasankar C.K., Joshi A.S.: Laser transition characteristics of Nd 3+ -doped uorophosphate laser glasses, Journal of Non-Crystalline Solids, 353, (2007), 1402 1406. [12] Dorosz D., mojda J., Kochanowicz M., Dorosz J.: Nd 3+ /Yb 3+ Doped Phosphate and Antimony Glasses for Optical Fibre Source, Acta Physica Polonica A, 118, (2010), 1108 1112. Otrzymano 20 lipca 2012, zaakceptowano 30 lipca 2012 176 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 2, (2012)