Abstract

An Er<sup>3+</sup>-doped lead-free bismuth germanate glass is synthesized. Its 2.7-μm emission property is analyzed, and the efficient 2.7-μm emission from the glass is observed under 980-nm laser diode excitation. The prepared glass possesses high spontaneous transition probability (64.8 s<sup>-1</sup>) and a large calculated emission cross section (6.61 × 10<sup>-21</sup> cm<sup>2</sup>) corresponding to the <sup>4</sup>I<sub>11/2</sub> -> <sup>4</sup>I<sub>13/2</sub> transition. The multiphonon relaxation rate for the excited state <sup>4</sup>I<sub>11/2</sub> is only 236 s<sup>-1</sup>. Therefore, the excellent spectroscopic properties and outstanding thermal stability suggest that this glass is a suitable host for developing solid-state lasers operating in the mid-infrared.

© 2012 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. S. Eng, J. F. Butler, and K. J. Linden, Opt. Eng. 19, 945 (1980).
  2. R. Kaufmann, A. Hartmann, and R. Hibst, J. Dermatol. Surg. Oncol. 20, 112 (1994).
  3. S. D. Jackson and A. Lauto, Laser Surg. Med. 30, 184 (2002).
  4. R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Lett. 36, 1173 (2011)
  5. Y. Tian, R.Xu, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Mater. 34, 308 (2011).
  6. H. Lin, D. Chen, Y. Yu, A. Yang, and Y. Wang, Opt. Lett. 36, 1815 (2011).
  7. Y. Tian, R. Xu, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Lett. 36, 3218 (2011).
  8. J. Fan, X. Yuan, R. Li, H. Dong, J. Wang, and L. Zhang, Opt. Lett. 36, 4347 (2011)
  9. L. Wen, J. Wang, L. Hu, and L. Zhang, Chin. Opt. Lett. 9, 12601 (2011).
  10. Y. Tsang, B. Richards, D. Binks, J. Lousteau, and A. Jha, Opt. Express 16, 10690 (2008).
  11. H. Fan, G. Gao, G. Wang, J. Hu, and L. Hu, Opt. Mater. 32, 627 (2010).
  12. J. H. Song and J. Heo, J. Mater. Res. 21, 2323 (2006).
  13. A. Hruby, Czech. J. Phys. 22, 1187 (1972).
  14. D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).
  15. G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).
  16. K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).
  17. B. R. Judd, Phys. Rev. 127, 750 (1962).
  18. G. S. Ofelt, J. Chem. Phys. 37, 511 (1962).
  19. S. Payne, L. Chase, L. Smith, W. Kway, and W. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992).
  20. V. K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V. D. Rodriguez, D. Furniss, and A. B. Seddon, Opt. Mater. 28, 1143 (2006).
  21. S. Man, S. Wong, E. Pun, and Po. Chung, J. Opt. Soc. Am. B. 21, 313 (2004)
  22. X. Zou and T. Izumitani, J. Non-Cryst. Solids 162, 68 (1993).
  23. P. S. Golding, S. D. Jackson, T. A. King, and M. Pollnau, Phys. Rev. B 62, 856 (2000).

2011 (6)

2010 (2)

K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).

H. Fan, G. Gao, G. Wang, J. Hu, and L. Hu, Opt. Mater. 32, 627 (2010).

2009 (1)

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

2008 (1)

2006 (2)

V. K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V. D. Rodriguez, D. Furniss, and A. B. Seddon, Opt. Mater. 28, 1143 (2006).

J. H. Song and J. Heo, J. Mater. Res. 21, 2323 (2006).

2004 (1)

S. Man, S. Wong, E. Pun, and Po. Chung, J. Opt. Soc. Am. B. 21, 313 (2004)

2002 (1)

S. D. Jackson and A. Lauto, Laser Surg. Med. 30, 184 (2002).

2000 (1)

P. S. Golding, S. D. Jackson, T. A. King, and M. Pollnau, Phys. Rev. B 62, 856 (2000).

1997 (1)

D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).

1994 (1)

R. Kaufmann, A. Hartmann, and R. Hibst, J. Dermatol. Surg. Oncol. 20, 112 (1994).

1993 (1)

X. Zou and T. Izumitani, J. Non-Cryst. Solids 162, 68 (1993).

1992 (1)

S. Payne, L. Chase, L. Smith, W. Kway, and W. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992).

1980 (1)

R. S. Eng, J. F. Butler, and K. J. Linden, Opt. Eng. 19, 945 (1980).

1972 (1)

A. Hruby, Czech. J. Phys. 22, 1187 (1972).

1962 (2)

B. R. Judd, Phys. Rev. 127, 750 (1962).

G. S. Ofelt, J. Chem. Phys. 37, 511 (1962).

Bai, G.

K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).

Binks, D.

Bogdanov, V.

D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).

Booth, D. J.

D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).

Butler, J. F.

R. S. Eng, J. F. Butler, and K. J. Linden, Opt. Eng. 19, 945 (1980).

Chase, L.

S. Payne, L. Chase, L. Smith, W. Kway, and W. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992).

Chen, D.

Chen, H.

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Chung, Po.

S. Man, S. Wong, E. Pun, and Po. Chung, J. Opt. Soc. Am. B. 21, 313 (2004)

Dong, H.

Eng, R. S.

R. S. Eng, J. F. Butler, and K. J. Linden, Opt. Eng. 19, 945 (1980).

Fan, H.

H. Fan, G. Gao, G. Wang, J. Hu, and L. Hu, Opt. Mater. 32, 627 (2010).

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Fan, J.

Fan, S.

K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Feng, S.

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Furniss, D.

V. K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V. D. Rodriguez, D. Furniss, and A. B. Seddon, Opt. Mater. 28, 1143 (2006).

Gao, G.

H. Fan, G. Gao, G. Wang, J. Hu, and L. Hu, Opt. Mater. 32, 627 (2010).

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Gibbs, W. E. K.

D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).

Golding, P. S.

P. S. Golding, S. D. Jackson, T. A. King, and M. Pollnau, Phys. Rev. B 62, 856 (2000).

Hartmann, A.

R. Kaufmann, A. Hartmann, and R. Hibst, J. Dermatol. Surg. Oncol. 20, 112 (1994).

Heo, J.

J. H. Song and J. Heo, J. Mater. Res. 21, 2323 (2006).

Hibst, R.

R. Kaufmann, A. Hartmann, and R. Hibst, J. Dermatol. Surg. Oncol. 20, 112 (1994).

Hruby, A.

A. Hruby, Czech. J. Phys. 22, 1187 (1972).

Hu, J.

H. Fan, G. Gao, G. Wang, J. Hu, and L. Hu, Opt. Mater. 32, 627 (2010).

Hu, L.

Y. Tian, R.Xu, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Mater. 34, 308 (2011).

L. Wen, J. Wang, L. Hu, and L. Zhang, Chin. Opt. Lett. 9, 12601 (2011).

Y. Tian, R. Xu, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Lett. 36, 3218 (2011).

R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Lett. 36, 1173 (2011)

H. Fan, G. Gao, G. Wang, J. Hu, and L. Hu, Opt. Mater. 32, 627 (2010).

K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Izumitani, T.

X. Zou and T. Izumitani, J. Non-Cryst. Solids 162, 68 (1993).

Jackson, S. D.

S. D. Jackson and A. Lauto, Laser Surg. Med. 30, 184 (2002).

P. S. Golding, S. D. Jackson, T. A. King, and M. Pollnau, Phys. Rev. B 62, 856 (2000).

Javorniczky, J.

D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).

Jha, A.

Judd, B. R.

B. R. Judd, Phys. Rev. 127, 750 (1962).

Kaufmann, R.

R. Kaufmann, A. Hartmann, and R. Hibst, J. Dermatol. Surg. Oncol. 20, 112 (1994).

King, T. A.

P. S. Golding, S. D. Jackson, T. A. King, and M. Pollnau, Phys. Rev. B 62, 856 (2000).

Krupke, W.

S. Payne, L. Chase, L. Smith, W. Kway, and W. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992).

Kway, W.

S. Payne, L. Chase, L. Smith, W. Kway, and W. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992).

Lauto, A.

S. D. Jackson and A. Lauto, Laser Surg. Med. 30, 184 (2002).

Li, K.

K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Li, R.

Lin, H.

Linden, K. J.

R. S. Eng, J. F. Butler, and K. J. Linden, Opt. Eng. 19, 945 (1980).

Lousteau, J.

MacFarlane, D. R.

D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).

Man, S.

S. Man, S. Wong, E. Pun, and Po. Chung, J. Opt. Soc. Am. B. 21, 313 (2004)

Mendez-Ramos, J.

V. K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V. D. Rodriguez, D. Furniss, and A. B. Seddon, Opt. Mater. 28, 1143 (2006).

Newman, P. J.

D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).

Ofelt, G. S.

G. S. Ofelt, J. Chem. Phys. 37, 511 (1962).

Payne, S.

S. Payne, L. Chase, L. Smith, W. Kway, and W. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992).

Pollnau, M.

P. S. Golding, S. D. Jackson, T. A. King, and M. Pollnau, Phys. Rev. B 62, 856 (2000).

Pun, E.

S. Man, S. Wong, E. Pun, and Po. Chung, J. Opt. Soc. Am. B. 21, 313 (2004)

Richards, B.

Rodriguez, V. D.

V. K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V. D. Rodriguez, D. Furniss, and A. B. Seddon, Opt. Mater. 28, 1143 (2006).

Seddon, A. B.

V. K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V. D. Rodriguez, D. Furniss, and A. B. Seddon, Opt. Mater. 28, 1143 (2006).

Smith, L.

S. Payne, L. Chase, L. Smith, W. Kway, and W. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992).

Song, J. H.

J. H. Song and J. Heo, J. Mater. Res. 21, 2323 (2006).

Tian, Y.

Tikhomirov, V. K.

V. K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V. D. Rodriguez, D. Furniss, and A. B. Seddon, Opt. Mater. 28, 1143 (2006).

Tsang, Y.

Wang, G.

H. Fan, G. Gao, G. Wang, J. Hu, and L. Hu, Opt. Mater. 32, 627 (2010).

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Wang, J.

L. Wen, J. Wang, L. Hu, and L. Zhang, Chin. Opt. Lett. 9, 12601 (2011).

J. Fan, X. Yuan, R. Li, H. Dong, J. Wang, and L. Zhang, Opt. Lett. 36, 4347 (2011)

Wang, Y.

Wen, L.

L. Wen, J. Wang, L. Hu, and L. Zhang, Chin. Opt. Lett. 9, 12601 (2011).

Wong, S.

S. Man, S. Wong, E. Pun, and Po. Chung, J. Opt. Soc. Am. B. 21, 313 (2004)

Xu, R.

Yang, A.

Yu, Y.

Yuan, X.

Zhang, J.

Y. Tian, R. Xu, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Lett. 36, 3218 (2011).

R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Lett. 36, 1173 (2011)

Y. Tian, R.Xu, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Mater. 34, 308 (2011).

K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).

Zhang, L.

L. Wen, J. Wang, L. Hu, and L. Zhang, Chin. Opt. Lett. 9, 12601 (2011).

J. Fan, X. Yuan, R. Li, H. Dong, J. Wang, and L. Zhang, Opt. Lett. 36, 4347 (2011)

Zhang, Q.

K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).

Zou, X.

X. Zou and T. Izumitani, J. Non-Cryst. Solids 162, 68 (1993).

Chin. Opt. Lett. (1)

L. Wen, J. Wang, L. Hu, and L. Zhang, Chin. Opt. Lett. 9, 12601 (2011).

Czech. J. Phys. (1)

A. Hruby, Czech. J. Phys. 22, 1187 (1972).

IEEE J. Quantum Electron. (1)

S. Payne, L. Chase, L. Smith, W. Kway, and W. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992).

J. Alloys Compd. (1)

K. Li, Q. Zhang, G. Bai, S. Fan, J. Zhang, and L. Hu, J. Alloys Compd. 504, 573 (2010).

J. Chem. Phys. (1)

G. S. Ofelt, J. Chem. Phys. 37, 511 (1962).

J. Dermatol. Surg. Oncol. (1)

R. Kaufmann, A. Hartmann, and R. Hibst, J. Dermatol. Surg. Oncol. 20, 112 (1994).

J. Mater. Res. (1)

J. H. Song and J. Heo, J. Mater. Res. 21, 2323 (2006).

J. Non-Cryst. Solids (2)

D. R. MacFarlane, J. Javorniczky, P. J. Newman, V. Bogdanov, D. J. Booth, and W. E. K. Gibbs, J. Non-Cryst. Solids 213-214, 158 (1997).

X. Zou and T. Izumitani, J. Non-Cryst. Solids 162, 68 (1993).

J. Opt. Soc. Am. B. (1)

S. Man, S. Wong, E. Pun, and Po. Chung, J. Opt. Soc. Am. B. 21, 313 (2004)

Laser Surg. Med. (1)

S. D. Jackson and A. Lauto, Laser Surg. Med. 30, 184 (2002).

Opt. Eng. (1)

R. S. Eng, J. F. Butler, and K. J. Linden, Opt. Eng. 19, 945 (1980).

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (4)

Opt. Mater. (4)

G. Gao, L. Hu, H. Fan, G. Wang, K. Li, S. Feng, S. Fan, and H. Chen, Opt. Mater. 32, 159 (2009).

Y. Tian, R.Xu, L. Hu, and J. Zhang, Opt. Mater. 34, 308 (2011).

H. Fan, G. Gao, G. Wang, J. Hu, and L. Hu, Opt. Mater. 32, 627 (2010).

V. K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V. D. Rodriguez, D. Furniss, and A. B. Seddon, Opt. Mater. 28, 1143 (2006).

Phys. Rev. (1)

B. R. Judd, Phys. Rev. 127, 750 (1962).

Phys. Rev. B (1)

P. S. Golding, S. D. Jackson, T. A. King, and M. Pollnau, Phys. Rev. B 62, 856 (2000).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.