Faraday rotation and photoluminescence in heavily Tb31-doped GeO2-B2O3-Al2O3-Ga2O3 glasses for fiber-integrated magneto-optics

in: Scientific Reports (2015)
Gao, Guojun; Winterstein-Beckmann, Anja; Surzhenko, Oleksii; Dubs, Carsten; Schmidt, Markus A.; Wondraczek, Lothar; Dellith, Jan
We report on the magneto-optical (MO) properties of heavily Tb31-doped GeO2-B2O3-Al2O3-Ga2O3 glasses towards fiber-integrated paramagnetic MO devices. For a Tb31 ion concentration of up to 9.7 3 1021 cm23, the reported glass exhibits an absolute negative Faraday rotation of ,120 rad/T/m at 632.8 nm. The optimum spectral ratio between Verdet constant and light transmittance over the spectral window of 400– 1500 nm is found for a Tb3+ concentration of ~6.5 x 10^21/ cm³. For this glass, the crystallization stability, expressed as the difference between glass transition temperature and onset temperature of melt crystallization exceeds 100 K, which is a prerequisite for fiber drawing. In addition, a high activation energy of crystallization is achieved at this composition. Optical absorption occurs in the NUV and blue spectral region, accompanied by Tb3+ photoluminescence. In the heavily doped materials, a UV/blue-to-green photo-conversion gain of ,43% is achieved. The lifetime of photoluminescence is ~2.2 ms at a stimulated emission cross-section sigmaem of ~1.1 x 10^-21 cm² for ~ 5.0 x 10^21 /cm³ Tb3+. This results in an optical gain parameter sigmaem*tau of ~2.5 x 10^-24 cm²s, what could be of interest for implementation of a Tb3+ fiber laser.

Cookies & Skripte von Drittanbietern

Diese Website verwendet Cookies. Für eine optimale Performance, eine reibungslose Verwendung sozialer Medien und aus Werbezwecken empfiehlt es sich, der Verwendung von Cookies & Skripten durch Drittanbieter zuzustimmen. Dafür werden möglicherweise Informationen zu Ihrer Verwendung der Website von Drittanbietern für soziale Medien, Werbung und Analysen weitergegeben.
Weitere Informationen finden Sie unter Datenschutz und im Impressum.
Welchen Cookies & Skripten und der damit verbundenen Verarbeitung Ihrer persönlichen Daten stimmen Sie zu?

Sie können Ihre Einstellungen jederzeit unter Datenschutz ändern.