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光暗化效应也称光子暗化(photodarkening)效应,是一种诱导吸收损耗现象,会导致掺杂光纤芯层背景损耗永久性增加。在掺镱硅酸盐玻璃光纤中的光暗化是指一种低能量吸收拖尾造成900nm~1000nm的泵浦带以及1100nm发射带的光能量附加损耗的现象。
镱掺杂的铝硅酸盐中的氧缺陷(ODCs)色心是导致短波长能量吸收,从而引起紫外与红外波长的诱导损耗。当镱离子数超过石英基中空穴数时,Yb-Al或Yb-Yb阳离子间的价键遭到破坏的几率增大。释放的自由电子被GeO4四面体俘获,形成Ge(1)色心,其吸收峰位于280 nm。Yb-ODCs,通过双光子吸收释放的自由电子被Al或Yb俘获,形成色心导致光暗化。二价的镱离子Yb2+的特征吸收峰位于220 nm。但是,其吸收曲线并不符合典型的二价镱离子吸收曲线。石英玻璃中的典型ODC浓度为~,光暗化与材料的化学结构、周围的原子种类、镱离子的共价键等多种因素密切相关。
低能级电荷的转移,镱离子的三价态向低价态转换,导致Yb2+的形成,当稳定的Yb2+形成后,自由空穴产生,并激励到较高的能级CT态,这就导致了色心的形成,从而引起在紫外和红外波长的诱导损耗。230 nm的吸收不是由于Yb-ODC缺陷中心造成的,该强烈的吸收带是氧配位体(Ligands)附近的一个电子向镱离子的电荷转移带吸收造成的,而不是ODC造成的。
光暗化发生的根源在于”非桥键氧“的存在,”非桥键氧“俘获电子/空穴形成具备特定能量的色心,色心吸收一定能量的光子造成能量的损耗与光功率衰退。
实验方案见图1。
图1(a)为光纤激光器实验方案。图1(b)为光纤放大器方案。
激光器和放大器所用的活性光纤为待研究的高掺杂浓度YDF(加拿大Coractive公司商售产品),均未受过任何泵浦辐射,芯径5 μm,截止波长约775 nm,数值孔径约0.12,背景损耗小于40dB/km,974 nm处的吸收系数大于800 dB/m。
光纤激光器的实验结果见图2和图3。图2描述的是光纤激光器阈值随泵浦时间的变化关系。图3描述光纤激光器输出功率随泵浦时间的变化。
光纤放大器的实验结果见图4,描述100 mW泵浦功率下不同时刻所记录的前向和后向ASE谱。
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所谓热光效应是指光学性质随温度的变化而发生变化的物理效应。
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光电效应3
光电效应和普朗克常量的测定 一、实验目的 了解光电效应的基本规律;学会用光电效应法测普朗克常量;测定并画出光电 管的光电特性曲线。 二、实验仪器 水银灯、滤光片、遮光片、光电管、光电效应参数测试仪。 三、实验原理 光电效应: 当光照射在物体上时,光子的能量一部分以热的形式被物体吸收,另一部分则 转换为物体中一些电子的能量,使部分电子逃逸出物体表面。这种现象称为光电效 应。爱因斯坦曾凭借其对光电效应的研究获得诺贝尔奖。在光电效应现象中,光展 示其粒子性,同时也提出了光的量子性。 光电效应装置: S为真空光电管。内有电极板, A、K极板分别为阳极和阴极。 G为检流计(或 灵敏电流表)。无光照时,光电管内部断路, G中没有电流通过。 U为电压表,测 量光电管端电压。由于光电管相当于阻值很大的“电阻”,与其相比之下检流计的 内阻基本忽略。故检流计采用“内接法”。 用一波长较短(光子能量较大)的单色
尾叶桉对木荷和樟树幼苗光合特征的化感效应
选择尾叶桉的根作为试验材料,按照1:6、1:12、1:24三种浓度梯度配置水浸提液,通过开展盆栽试验,研究不同浓度的水浸提液对1a生木荷(Schima superba)和樟树(Cinnamomum canphora)幼苗光合作用的化感效应。结果表明,经不同浓度的尾叶桉根的水浸提液处理后,木荷的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Ci)的日变化趋势基本一致,而CK的Pn日变化则呈典型的"双峰"型曲线,各处理的胞间CO2浓度(Gs)日变化趋势基本相同,均为早晚高于中午;樟树的Pn、Tr和Ci的日变化均呈"双峰"型曲线,且峰值出现的时段相同,不同浓度处理的的Gs日变化趋势相似,为中午高于早晚,而CK的Gs日变化的曲线在较小的浓度范围内波动。