pr3+掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷的光谱特性

根据pr3+掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷(Pr(0.2)∶FOV)样品在室温下的吸收光谱,分别采用了标准和修正的Judd-Ofelt理论拟合出J-O强度三参量Mn.结果表明,此修正的J-O理论应用到Pr(0.2):FOV材料的跃迁强度计算中是合理的和必要的.并由此修正理论计算了各个激发态之间跃迁的振子强度、自发辐射速率、荧...     

掺镨(Pr3+)和铥(Tm3+)氟化镓铟玻璃标准的和改进后的贾德-奥菲尔特理论研究

贾德-奥菲尔特(Judd-Ofelt,J-O)理论是半定量地研究稀土离子掺杂基质中4f能级间跃迁光学性质的经典理论,但标准的贾德-奥菲尔特理论表达式本身含有一定的简化近似和假设,应用于Pr3 等具有特殊能级的稀土离子时会产生异常结果。制备了掺Pr3 和Tm3 的氟化镓铟玻璃,研究了玻璃的吸收光谱。应用标准的和改进后的贾德-奥菲尔特理论分别拟合得到了不同的贾德-奥菲尔特强度参量和跃迁振子强度。通过分析对比可知,“超敏感跃迁”是产生异常贾德-奥菲尔特理论计算的重要因素;当加入了“超敏感跃迁”所对应奇数项约化矩阵元后,运用改进的贾德-奥菲尔特理论可计算出氟化镓铟玻璃中Pr3 较合理的贾德-奥菲尔特强度参量,并可对Tm3 的振子强度参量进行更好的拟合。     

光学材料 光学玻璃

TQ171.112 2006043594铒离子浓度对掺Er3 碲酸盐玻璃的Judd-Ofelt理论参数的影响=Influence of erbiumion concentration on Judd-Ofelt parameters of Er3 -doped tellurite glass[刊,中]/周刚(中科院上海光机所.上海(201800)) ,戴世勋…∥光谱学与光谱分析.—2006 ,26(3) .—403-407制备了四种不同铒离子掺杂浓度的碲酸盐玻璃,通过测定吸收光谱计算了吸收谱线的振子强度,根据Judd-Ofelt理论计算了不同浓度下Er3 离子发光光谱的强度参数Ωi(i=2 ,4 ,6) ,计算了自发辐射电偶和磁偶跃迁概率、辐射寿命、荧光分支比等参数,讨论了Er3 …     

SrAl12O19:Pr3+中4f2→4f2电偶极跃迁强度参量化

对SrAl12O19:Pr3+中4f2→4f2电偶极跃迁强度的参量化进行了研究.考虑明确的4f5d组态成分与4f2跃迁能级混杂对4f2组态内跃迁的影响.引入新的强度参数Tkq,参数值由3P0能级的相关实验数据拟合.利用拟合的参数T33和T53计算1S0向下各能级发射的跃迁强度,计算值与实验及Judd-Ofelt理论的结果进行了比较.     

铒离子浓度对掺Er3+碲酸盐玻璃的Judd-Ofelt理论参数的影响

制备了四种不同铒离子掺杂浓度的碲酸盐玻璃,通过测定吸收光谱计算了吸收谱线的振子强度,根据Judd-Ofelt理论计算了不同浓度下Er3 离子发光光谱的强度参数Ωi(i=2,4,6),计算了自发辐射电偶和磁偶跃迁概率、辐射寿命、荧光分支比等参数,讨论了Er3 离子浓度变化对以上这些参数的影响.测试了Er3 :4I13/2→4I15/2跃迁对应的荧光光谱和Er3 :4I13/2能级荧光寿命.最后应用McCumber理论计算了玻璃中Er3 :4I13/2→415/2跃迁对应的受激发射截面大小.结果表明:振子强度基本上随Er3 离子浓度的增大而增强;随着Er3 离子浓度的增加,自发辐射跃迁概率A基本呈现出递增的趋势,但荧光分支比β却只有很小的变化;Er3 :4I13/2→4I15/2的发射截面随Er3 离子浓度的增大而改变很小,有效线宽都在50 nm左右.     

纳米晶ZrO2∶Pr3+与ZrO2∶Pr3+,Sm3+发光研究

采用化学共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Pr3 粉体, 所制备的纳米晶ZrO2∶Pr3 粉体中Pr3 的强室温特征发射的两个主发射带为1D2-3H4和3P0-3H4跃迁. 不同热处理温度下纳米晶ZrO2∶Pr3 晶体结构不同, 因此它们的发光不同;ZrO2基质向Pr3 有能量传递, 在高温煅烧得到的单斜相配位场中能量传递较好. 荧光强度与Pr3 浓度的关系研究表明: 3P0和1D2能级有不同的猝灭规律, 由于[1D2, 3H4]→[1G4, 3F4]的交叉弛豫, 使得1D2-3H4跃迁的猝灭浓度很低, 在我们的实验中, 掺0.1 mol% Pr3 时1D2-3H4跃迁发射最强, 掺2 mol% Pr3 时3P0-3H4跃迁发射最强. 文章制备的纳米晶ZrO2∶Pr3 , Sm3 中Sm3 的4G5/2-6H7/2跃迁荧光峰因Pr3 加入而增强, 这除了两种离子某些能级相近产生荧光发射的叠加效应外, 还存在Pr3 →Sm3 的能量传递.     

掺Er3+铋酸盐玻璃的荧光光谱分析

研究了Er~(3 )离子在铋酸盐玻璃中的荧光光谱性质,应用Judd-Ofelt理论计算了铋酸盐玻璃中Er~(3 )离子的强度参数Ω_t(t=2,4,6)及~4I_(13/2)→I_(15/2)跃迁的谱线强度比值Sed/(Sed Smd),给出了铋酸盐玻璃中Er~(3 )离子具有宽带发射的结构性解释,表明了Er~(3 )离子周围晶体场强度与Sed/(Sed Smd)间存在的反比关系。     

掺钕聚甲基丙烯酸甲酯的光学特性

研究了制备的掺钕螯合物Nd(DBM)3Phen材料的吸收光谱、激发光谱、荧光光谱,应用Judd-Ofelt理论计算了该材料的强度参量．分析了钕离子激发态4F3／2的辐射寿命(631 μs)和4F3／2→4IJ′跃迁的受激发射截面和荧光分支比．     

SrAl12O19：Pr3+中4f2→4f2电偶极跃迁强度参量化

对SrAl₁₂O₁₉：Pr³⁺中4f²→4f²电偶极跃迁强度的参量化进行了研究.考虑明确的4f5d组态成分与4f²跃迁能级混杂对4f²组态内跃迁的影响.引入新的强度参数T_kq，参数值由³P₀能级的相关实验数据拟合.利用拟合的参数T₃₃和T₅₃计算¹S₀向下各能级发射的跃迁强度，计算值与实验及Judd-Ofelt理论的结果进行了比较. 关键词： 12O₁₉：Pr³⁺')" href="#">SrAl₁₂O₁₉：Pr³⁺ 宇称态混杂 4f5d组态 强度参数     

Judd-Ofelt光谱分析理论

对Judd-Ofelt光谱分析理论(J-O理论)的发展和应用进行了综述。J-O理论用于分析固体中的稀土离子的吸收、发射光谱,可计算它们的跃迁几率、谱线强度、能级寿命、发射截面等。在J-O理论中考虑J混合后,可使理论和实验结果更好地吻合。采用改进的J-O理论,可较好地对Pr3+光谱进行分析。由TPM方法,可用非极化光透射光谱来分析各向异性晶体的光谱性质,并且对样品的加工无特殊定向要求。对于重叠吸收光谱带,拟合J-O参数时可以近似为一个带进行处理。利用荧光寿命也可对J-O参数进行计算。     

透明光学树脂中Eu3+辐射参数的理论和实验研究

报道了一种新合成的含三元稀土配合物的透明光学树脂材料的辐射特性的研究。基于J-O参数理论,利用含稀土配合物Eu(TTA)3phen-0.31wt%的光学树脂的发射荧光光谱,计算了Eu3 在光学树脂基质中的J-O参数Ω2=10.139 4×10-20cm2,Ω4=3.810 9×10-20cm2,Ω6=9.050 7×10-20cm2。利用得到的J-O参数可以计算光学树脂中Eu3 的跃迁振子强度fcal,5D0激发态的辐射跃迁概率A(456.6 s-1)、辐射寿命τ(2 190.1μs),还计算了光学树脂中Eu3 的跃迁5D0→7FJ′(其中J′=1,2,4,6)的发射截面σ、荧光分支比β。通过分析计算得到的J-O参数可知,光学树脂中Eu3 的5D0亚稳态的寿命较长,跃迁5D0→7F2的发射截面最大,说明含稀土配合物的光学树脂具有作光放大或激光材料的潜在性。     

镱铒共掺硼硅酸盐玻璃可见光波段扎得-奥菲而特理论分析

采用高温烧结工艺制备了多种掺杂浓度的掺铒硼硅酸盐玻璃、镱铒共掺硼硅酸盐玻璃样品.依据扎得-奥菲而特(Judd-Ofelt,J-O)理论计算了三价铒离子扎得-奥菲而特强度参量Ωk(k=2,4,6)和自发辐射寿命、自发辐射跃迁几率、荧光分支比、谱线强度等参量.用麦克库玻(McCumber)理论分析了镱铒共掺硼硅酸盐玻璃铒离子上转换红光(4F9/2→I15/2)、绿光(2>H11/2→I15/2)的受激发射截面.结果表明,随着掺铒硼硅酸盐玻璃中铒离子浓度的增加,扎得-奥菲而特参量Ω2变小;镱铒共掺硼硅酸盐玻璃的Ω2则随掺镱浓度的提高而增大,且高于已有的硅酸盐、氟化物、铋酸盐玻璃的相应值,同时上转换红光和绿光的受激发射截面略有增加.     

Nd3+掺杂B2O3-Nb2O5-BaO-La2O3玻璃光谱性质的研究

 用高温熔融法制备了Nd³⁺(物质的量分数2％）掺杂40B₂O₃-(15-χ)Nb₂O₅-45BaO-χLa₂O₃玻璃，测量了样品的吸收光谱、发射光谱和差热分析（DTA）曲线。根据Nd3+光学跃起矩阵的特点，应用Judd-Ofelt理论，从吸收光谱获得了Nd³⁺光学跃起的强度参数。并计算了Nd³⁺离子的自发辐射跃迁几率、总自发辐射几率、荧光分支比、辐射能级寿命和受激发射截面。结果表明：该体系玻璃中，随着Nb₂O₅ 含量的增加和La₂O₃₂增大，说明材料的对称性降低；而Ω₆减小，说明Nd-O键的共价性和键强增强；受激发射截面减小。DTA实验表明，随着Nb₂O₅含量的增加，材料的热稳定性提高。     

宽带光放大器用掺Er3+碲钨酸盐玻璃

制备了掺Er^3 的TeO2-WO3-ZnO-ZnF2(TWZOF)玻璃,测量了Er^3 在玻璃中的吸收光谱和970nm激光二极管激发下的荧光光谱和荧光寿命,分别采用J-O理论和McCumber理论计算了Er^3 离子的J-O强度参量Ωt(t=2,4,6)和其1．5μm发射的吸收截面和发射截面,研究了其荧光强度、荧光寿命和发射带宽与ZnF2含量的关系。结果表明,Er^3 在TWZOF玻璃中具有较大的1．5μm发射截面,其峰值发射截面为0．86pm^2;同时,Er^3 在TWZOF玻璃中具有很大的1．5μm发射带宽,所得半峰全宽在68～83nm之间;Er^3 在TWZOF玻璃中还具有较小的Ω2值和较大的Ω6值,且随ZnF2含量的增加,Ω2和Ω4均增大;Er^3 离子1．5μm发射峰值荧光强度和荧光寿命总体也随ZnF2含量的增加而增加。     

Ho：YVO4晶体中Ho^3＋光谱参数的计算

根据Ho^3 在Ho:YVO4晶体的吸收谱和0.6-2.1μm波段的荧光谱,用J－O理论计算了Ho^3 的强度参数Ωλ,并由此计算了激发能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数,讨论了Ho:YVO4晶体作为红外激光材料的可能性。     

Nd~(3+)离子掺杂氧化物玻璃的光谱性质

高温熔融法制备了69.5B2O3-20Li2O-(10-χ)CaO-χPbO-0.5Nd2O3(χ=1,3,5,7,mol%)和68.5Li2O-(29-φ)CaO-φAl2O3-2La2O3-0.5Nd2O3(φ=3,7,10,15,mol%)玻璃,测量了玻璃样品的吸收和发射光谱(800nm激光二极管激发),从吸收光谱出发,应用Judd-Ofelt理论获得了Nd3+光学跃起的强度参数。根据强度参数和发射光谱,计算了Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe。结果显示,在B2O3-Li2O-CaO-PbO-Nd2O3系统中随着CaO的减少和PbO的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2增大,表明样品的对称性降低;强度参数Ω6也增大,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强降低;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe的大小和荧光强度都减小。在Li2O-CaO-Al2O3-La2O3-Nd2O3系统中,随着CaO的减少和Al2O3的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2减小,说明样品的对称性增加;强度参数Ω6减小,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强增强;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面的大小和荧光强度也都减小。     

掺Er~(3+)硼硅酸盐玻璃的吸收光谱与J-O理论分析

采用高温熔融法制备了不同Er3+掺量的硼硅酸盐玻璃。测量和分析了玻璃样品的光密度和吸收光谱,并用最小二乘法拟合了实验与理论吸收谱线。应用Judd-Ofelt理论计算了光谱参数Ωλ(λ=2,4,6)和Er3+的振子强度,计算了拟合过程中的均方根偏差(δ),并讨论了Er3+浓度对对光密度和Ωλ参数的影响。分析结果表明:当Er2O3含量为21mol%时,玻璃在达到了较高的光密度(D0.53=4.0)的同时,Ω2亦达到最大值。此时玻璃中Er3+所处环境的对称性降低而共价性增强。     

Pr3+ 掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷的光谱特性

用不同的激发波长532,514.5,476.5 nm,研究稀土Pr³⁺ 掺杂的透明氟氧化物玻璃陶瓷中Pr³⁺ 在LaF₃ 微晶环境和玻璃环境中的不同的荧光行为。对于微晶中的Pr³⁺ 离子,当用532 nm 和514.5 nm激发玻璃陶瓷时,观察到从³P₀ 能级到³H₅ 能级的发射,和¹D₂ 能级到基态³H₄能级,³P₀ 能级到³H₆ 能级的发射。我们认为微晶中Pr³⁺ 离子的³P₀ 能级上的电子布局是依靠电声子耦合-多声子辅助来实现的。为了进行比较,用476.5 nm 共振激发玻璃及微晶中Pr³⁺ 离子的³P₀ 能级,观察到³P₀ 能级到很多低能级如:³H₅、 ³H₆、³F₂的跃迁。而当在532 nm 和514.5 nm 非选择激发时,只有 ³P₀ 能级到³H₅ 能级的发射存在。我们认为这是由于不同的激光波长选择激发了不同环境中的Pr³⁺ 离子,532 nm 和514.5 nm 激发线选择激发了电声子耦合环境强中Pr³⁺ 离子。不同Pr³⁺ 离子掺杂摩尔分数分别为0.005%,0.05%,0.5%的发射光谱的研究还表明,这些电声子耦合环境强中的Pr³⁺ 离子浓度很高,很容易发生浓度猝灭现象。最后,用拉曼光谱研究了这类玻璃陶瓷的结晶性为和振动特性。