Tm3+/Yb3+ ∶LaF3纳米体系中掺杂Yb3+ 离子对Tm3+ 离子荧光发射的影响

为研究Yb³⁺离子浓度变化对Tm³⁺离子在蓝色波段荧光强度的影响,以NaF和La(NO₃)₃为原料,采用水热法制备了Tm³⁺和Yb³⁺共掺的Tm³⁺/ Yb³⁺∶LaF₃纳米颗粒.用X射线衍射对LaF₃纳米颗粒进行表征的结果显示,纳米晶体结构呈六方相.透射电镜的观测结果显示,纳米颗粒样品大小均匀、分散性良好.在波长为800 nm的激光激发下,观测到了上转换蓝光发射,其中包括波长为474 nm和479 nm的较强的荧光辐射(相应的跃迁为1G4→3H6)和波长位于450 nm的强度较弱的荧光发射(相应的跃迁为1D2→3F4).通过观测不同Yb³⁺离子浓度条件下共掺Tm³⁺/Yb³⁺∶LaF₃样品的荧光光谱,研究了Yb³⁺离子掺杂浓度对于Tm³⁺离子的荧光发射的影响,并探讨了产生这种现象的原因.研究结果显示,对于1G4→3H6跃迁产生的荧光发射(474 nm),当Yb³⁺离子浓度增大时,反向能量传递速率的增加导致了荧光强度的增大.然而,当Yb³⁺离子浓度增大到一定程度时,Yb³⁺离子激发态能级寿命的减少将引发荧光强度的下降.相比较而言,Yb³⁺离子的浓度的变化对于1D2→3F4跃迁产生的位于450 nm处荧光强度的影响较弱.     

Tm3+/Yb3 :LiYF4单晶的高效近红外量子剪裁及其在光伏电池中的应用

采用改进的坩埚下降法成功地生长了Tm/Yb共掺氟化钇锂单晶. 该单晶体具有每吸收一个蓝色光子并能发射出2个1000 nm近红外光子的下转换发光效应. 测定了样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线. 在465 nm蓝光激发下观察到由Yb³⁺：²F_5/2→²F_7/2能级跃迁所致的960～1050 nm 波段的发射带,此发光带源于Tm³ 对Yb³ 离子的能量下转换过程. 应用Inokuti-Hirayama模型,研究了晶体的能量转换过程,结果表明Tm³ 向Yb³ 的能量传递是一个电偶极子相互作用机制过程. 当Tm³ 与Yb³ 离子的掺杂浓度为0.49mol%与5.99mol%时,单晶的量子剪裁效率达到最大值167.5%.     

Er3+及Er3+/Yb3+掺杂ZrO2-Al2O3的制备及发光性质

采用共沉淀法制备了纳米晶ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺发光粉体.所制备的粉体室温下具有Er3+离子特征荧光发射,主发射在绿光,其中位于547 nm、560 nm的绿光最强,并得出稀土离子与基质之间有能量传递.对不同煅烧温度下的样品研究表明:因不同温度下所制得的样品晶相不同.研究了纳米晶ZrO2-Al2O3∶Er3+及ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺/Yb³⁺的上转换发光,并分析了上转换的跃迁机制.发现ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺的绿光为双光子过程,而ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺、Yb³⁺的上转换光谱中,红光和绿光也为双光子过程,而极弱的蓝光为三光子过程.讨论了Er³⁺的浓度猝灭现象.最适宜掺杂浓度的原子分数为2%（Er³⁺/Zr⁴⁺）.     

Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的近红外发光及能量传递机理

采用高温熔融法制备了组分为TeO₂-ZnO-Na₂O的Tm³⁺离子单掺和Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品的强度参量Ω_t(t=2, 4, 6),自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β和荧光辐射寿命τ_rad等光谱参量,测量得到了不同Yb³⁺离子掺杂浓度下玻璃样品的Tm³⁺离子上转换发光谱.结果显示,在980 nm泵浦光激励下玻璃样品发射出强烈的近红外上转换荧光.对Tm³⁺离子上转换发光分析表明,强烈的Tm³⁺离子近红外上转换发光主要来自于Yb³⁺/Yb³⁺离子间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb³⁺/Tm³⁺离子间的非共振能量传递过程,并进一步计算得到了声子贡献比和能量传递系数.最后,计算分析了Tm³⁺:³F₄→³H₆能级间跃迁的1.8 μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数.研究表明,Yb³⁺/Tm³⁺共掺TeO₂-ZnO-Na₂O玻璃可以作为近红外波段固体激光器的潜在增益基质.     

Er3+/Yb3+共掺Gd3Sc2Ga3O12晶体的上转换发光

研究了提拉法生长的Er³⁺/Yb³⁺:Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂和Er³⁺:Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂晶体在室温下320—1700nm范围的吸收光谱和500—750nm范围内的上转换荧光谱,同时对其上转换荧光的可能发生机制、途径以及上转换过程可能对Er^{3+相似文献}   

白光LED用LiSrBO3∶Sm3+材料的光谱特性

采用固相法制备了一种新型的白光LED用LiSrBO₃∶Sm³⁺红色发光材料,并研究了材料的光谱特性.材料的激发与发射光谱显示其能够被404 nm近紫外光激发,发射599 nm红光,很好的符合近紫外光激发下白光LED的需要.研究了Sm³⁺浓度对材料发射强度的影响,发现Sm³⁺浓度为3 mol%时,强度最大.添加Na⁺或K⁺也可提高LiSrBO₃∶Sm³⁺材料的发射强度.     

Er3+单掺及Er3+/Yb3+共掺SiO2-Al2O3-La2O3玻璃光谱性质研究

研究了单掺Er³⁺及Er³⁺/Yb³⁺共掺SiO₂-Al₂O₃-La₂O₃玻璃的光谱性质随稀土离子浓度变化规律,应用McCumber理论计算了玻璃在1.53 μm的发射截面及积分吸收截面.结果表明:在Er³⁺离子掺杂浓度相同时,玻璃在980 nm吸收截面与Yb³⁺掺杂浓度成反比;当样品中Yb³⁺离子掺杂浓度为3.94×10²⁰ cm^-3时,玻璃在1.53 μm的吸收截面和发射截面最大,在1.40～1.60 μm积分吸收截面也最大;Er³⁺/Yb³⁺共掺SiO₂-Al₂O₃-La₂O₃玻璃在1.53 μm的荧光半高宽随Er³⁺掺杂浓度升高而增加,当Er³⁺离子掺杂浓度为2.41×10²⁰ cm^-3时,玻璃的荧光半高宽(FWHM)达到52.5 nm.     

Eu2+, Cr3+共掺杂的MAl12O19 (M=Ca, Sr, Ba) 的发光性质及能量传递

三基色荧光粉中, 红色荧光粉性能较差, 为获得性能优良的红色荧光粉, 本文采用高温固相法合成了Eu²⁺, Cr³⁺单掺杂及共掺杂的碱土金属多铝酸盐MAl₁₂O₁₉ (M =Ca, Sr, Ba) 发光体. 实验表明, 在以上三种基质中均存在Eu²⁺→Cr³⁺的能量传递, 利用能量传递可以有效将Eu²⁺的蓝光或绿光转换为红光. 三种碱土金属多铝酸盐基质的晶体结构相似,但Eu²⁺, Cr³⁺发光受晶体场影响,导致在不同的基质中Eu²⁺, Cr³⁺间能量传递效率不同.通过光谱分析及能量传递效率计算发现, 相同掺杂浓度下,CaAl₁₂O₁₉中Eu²⁺→Cr³⁺的能量传递效率最高,SrAl₁₂O₁₉次之, BaAl₁₂O₁₉最低.红光转换率在CaAl₁₂O₁₉中最高.     

纳米晶ZrO2:Er3+-Yb3+的制备及其室温上转换发射

用化学共沉淀法制备了ZrO₂:Er³⁺-Yb³⁺纳米晶粉体，所制备的纳米晶粉体具有较强的室温上转换发射和红外发射.研究了样品的晶体结构和上转换发光性质随着Yb³⁺掺杂浓度和煅烧温度的变化关系.通过X射线衍射谱分析发现，经800℃煅烧2h后得到的ZrO₂:Er³⁺-Yb³⁺纳米晶是四方相和单斜相的混合结构，经950℃煅烧2h后得到的样品以单斜相为主，随着Y     

Er3+掺杂新型GeS2-In2S3-CsI玻璃上转换光谱性质研究

用熔融淬冷法制备了掺Er³⁺的80GeS₂-10In2S₃-10CsI(mol%)硫卤玻璃样品,测试了样品的热学稳定性、喇曼光谱、吸收光谱以及上转换光谱,分析了Er³⁺离子在该玻璃中的上转换发光机理.应用Judd-Ofelt理论计算分析了Er3+离子在该样品中的强度参量Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β以及辐射寿命τrad等光谱参量.在980 nm LD泵浦激发下,首次在该种玻璃中观察到强烈的绿光(526 nm、549 nm),分别对应于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2的跃迁,其中549 nm处绿光较强.549 nm处上转换荧光寿命为0.34 ms,量子效率为69%.同时研究了绿光(526 nm、549 nm)上转换发光强度随泵浦激发功率的变化,其发光曲线拟合斜率分别为1.71和2.03,表明绿光是双光子吸收过程.研究结果表明：掺Er³⁺的80GeS₂-10In2S₃-10CsI硫卤玻璃是一种上转换绿光激光器的潜在基质材料.     

Pr3+离子单掺LiLuF4单晶的坩埚下降法生长及光谱性能研究

本文应用坩埚下降法技术在全密封铂金坩埚条件下生长了不同Pr³⁺离子掺杂浓度的高质量LiLuF₄单晶. 测定了单晶体从420 nm至500 nm的激发光谱. 在446 nm光激发下,观察到单晶体480 nm(³P₀→³H₄)蓝色发射带、522 nm(³P₁→³H₅)绿色发射及605 nm(¹D₂→³H₄)的红色发射,其对应的平均寿命分别为38.5、37.3和36.8 μs. 其荧光寿命明显大于Pr³⁺掺杂的氧化物单晶. 同时研究了激发波长和掺杂浓度对发射强度以及色度坐标的影响. 获得最佳的Pr³⁺浓度为∽0.5 mol%,并分析了环境温度从298 K 到443 K变化对荧光强度的影响. 结果表明随着温度的增加,荧光强度逐步变弱,其中³P₀→³H₄(480 nm)能级跃迁受温度影响最大,其次是³P₁→³H₅和¹D₂→³H₄.     

掺杂浓度和烧结温度对CaWO4:Eu3+发光性能的影响

采用微乳液法合成掺杂浓度不同和烧结温度不同的CaWO₄:Eu³⁺系列荧光体, 这些荧光体都具有Eu³⁺离子的特征荧光发射. 在不同温度烧结后, 高浓度掺杂的样品(Eu³⁺掺杂30或50 mol%)可获得最大的发光强度, 低浓度掺杂的样品(掺杂0.5—2 mol%)在800 ℃烧结时也可获得优异的发光强度. 实验结果表明, Eu³⁺离子高浓度掺杂的CaWO₄:Eu³⁺在紫外光激发下可成为高效发光的荧光粉.     

白光LED用LiBaBO3:Eu2+材料发光特性研究

采用高温固相法制备了LiBaBO₃:Eu²⁺绿色发光材料.测量了Eu²⁺浓度为1mol%时样品的激发与发射光谱,其发射光谱为双峰宽谱,主峰分别为482和507nm,与理论计算值符合很好;监测482nm发射峰时,对应激发光谱的峰值为287和365nm,监测507nm发射峰时,对应的激发峰为365和405nm.研究了Eu²⁺浓度对材料发射光谱的影响,结果显示,随Eu²⁺浓度的增大,蓝、绿发射峰均发生了     

Er3+/Ce3+共掺碲铋酸盐玻璃的制备及光谱特性提高研究

采用高温熔融退火法制备了系列 80TeO₂-10Bi₂O₃-10TiO₂-0.5Er₂O₃-xCe₂O₃ (x=0,0.25, 0.5,0.75,1.0 mol%)和(80-y) TeO₂-10Bi₂O₃-10TiO₂-yWO₃-0.5Er₂O₃-0.75Ce₂O₃ (y=3,6,9,12 mol%)的碲铋酸盐玻璃.测试了玻璃样品400-1700 nm范围内的吸收光谱, 975 nm抽运下的上转换发光谱和1.53 μm波段荧光谱, 以及808 nm激励下的Er³⁺离子荧光寿命和无掺杂玻璃样品的Raman光谱, 并结合Judd-Ofelt理论和McCumber理论计算了Er³⁺离子光谱参数.结果表明, 在掺Er³⁺碲铋酸盐玻璃中引入Ce³⁺离子进行Er³⁺/Ce³⁺共掺, 通过Er³⁺离子⁴I_11/2能级与Ce³⁺离子²F_5/2 能级间基于声子辅助的能量传递过程,可以有效抑制Er³⁺离子上转换发光并明显增强其 1.53 μm波段荧光;同时,在现有Er³⁺/Ce³⁺共掺玻璃组分基础上引入WO₃, 可进一步提高1.53 μm波段荧光并展宽其荧光发射谱. 研究结果对于获取优异光谱特性的宽带掺Er³⁺光纤放大器玻璃基质具有实际意义.     

Yb3+:Gd2SiO5晶体的结构和光谱性能

采用提拉法成功生长尺寸为φ30 mm× 75 mm的15at.%Yb³⁺:Gd₂SiO₅单晶, 并用Reitveld全谱拟合方法确定了其晶格常数、原子坐标和温度因子等参数. 用吸收光谱计算了Yb³⁺离子²F_7/2↔ ²F_5/2能级跃迁的振子强度、谱线强度、跃迁概率、 能级寿命和积分发射截面等光谱参数, 并根据激光性能评估得出结论: 表明该晶体具有较大的阈值特性, 有望采用大功率激光二极管泵浦实现可调谐或超快激光输出.     

Ce3+ 掺杂高密度氧化物玻璃的闪烁性能研究

用高温熔融法制备了以SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-Gd₂O₃为基质系统Ce³⁺掺杂的玻璃样品, 测试样品的密度、紫外——可见透射光谱、紫外激发光谱和主要的闪烁性能, 并且把一部分闪烁性能和PbWO晶体及BGO晶体做比较. 着重研究了不同Ce³⁺掺杂浓度与Gd³⁺ 离子的含量对玻璃样品闪烁性能的影响规律. 结果表明: 玻璃样品具有较大的密度; 样品的X射线激发发射光谱发射峰位置都在390 nm左右, 当Ce³⁺ 离子的掺杂浓度为1.0 mol%(摩尔分数)、Gd₂O₃含量为15 mol%时, 玻璃样品的发光峰强度达到BGO晶体发光强度的90%; 同样验证了Ce³⁺ 离子具有浓度猝灭效应; Gd³⁺可以敏化Ce³⁺离子发光, 但是Gd³⁺离子到达一定浓度时, 反而会产生猝灭效应, 降低了Ce³⁺ 离子的发光. Ce³⁺ 离子掺杂SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-Gd₂O₃系统的闪烁玻璃有望替代闪烁晶体广泛应用于高能物理中.     

LD抽运Er3+，Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器的理论分析和数值计算

研究了以Co²⁺:MgAl₂O₄晶体为饱和吸收体的LD抽运Er³⁺,Yb³⁺共掺磷酸盐玻璃激光器.针对双掺离子之间的能量传递和Er³⁺的多种跃迁过程，结合Co²⁺:MgAl₂O₄晶体中Co²⁺离子的饱和吸收特性，给出了详尽的速率方程，在其基础上进行了数值分析，分析了输出镜透过率、激光介质长度、谐振腔长度、腔内往返损耗、饱和吸收体长度对激光阈值、峰值功率、单脉冲能量以及脉冲宽度的影响.     

Er3+/Ce3+共掺TeO2-Bi2O3-TiO2玻璃的热稳定性和光谱特性研究

用高温熔融法制备了Er³⁺/Ce³⁺共掺新型碲酸盐玻璃(TeO₂-Bi₂O₃-TiO₂).采用差热分析方法研究了玻璃的热稳定性,测试并分析了不同Ce³⁺离子掺杂浓度下Er³⁺离子的吸收光谱、上转换光谱和荧光光谱特性.研究结果表明,制备的碲酸盐玻璃具有很好的热稳定性,玻璃析晶温度Tx与玻璃转变温度Tg之差(ΔT=Tx-Tg)达到了185 ℃,高于其它文献的报道|同时,Ce3+离子共掺引入的能量转移(Ce³⁺∶2F5/2+Er³⁺∶4I11/2→Ce³⁺∶2F7/2+Er³⁺∶4I13/2)有效地抑制了Er³⁺离子上转换发光并显著增强了1.53 μm波段荧光强度,而发射截面随着Ce³⁺离子掺杂浓度相应增大.优异的热稳定性以及光谱性能揭示Er³⁺/Ce³⁺共掺碲酸盐玻璃是一种潜在的制备宽带掺铒光纤放大器的理想增益介质.     

超声喷雾共沉淀法制备的Lu3Al5O12∶Eu3+ 纳米粉体发光特性

采用新型超声喷雾共沉淀法技术,以Lu₂O₃、Eu₂O₃、Al(NO₃)₃·9H₂O为原料,制备了不同浓度Eu³⁺离子掺杂的Lu₃Al₅O₁₂纳米粉体.用X射线粉末衍射表征了获得纳米粉体的相,用扫描电镜观察了纳米粒子的形貌.测定了粉体的激发光谱、⁷F₀-⁵D₂声子边带谱与发射光谱.研究了不同高温烧结温度与Eu³⁺掺杂浓度对纳米粒子的发光强度与粒子形貌的影响规律.研究表明,当烧结温度高于900 ℃时,粉体发光强度明显增强,并且随着煅烧温度的增加,发光强度有所增强.Eu³⁺离子的最佳掺杂浓度为5~7 mol%.根据稀土离子Eu³⁺光学跃起矩阵元的特点,从发射光谱获得Eu³⁺光学跃起的J-O参量Ω₂与Ω₄.在Eu³⁺掺杂浓度均为5 mol%时,其强度参量达最小,电-声子耦合最强.然后随着掺杂浓度的进一步提高,强度参量略有增加,电-声子耦合减弱.说明Eu-O键强增加,共价性增强,Eu³⁺的局域环境对称性降低.Ω₂值低于Eu³⁺在玻璃与晶体基质中的情况,这是由于纳米粒子中存在着大量的缺陷以及晶体的结构畸变导致纳米粒子的对称性下降所致.     

用于白光LED的单一基质白光荧光粉Ca2SiO3Cl2:Eu2+，Mn2+的发光性质

用高温固相法合成了Eu²⁺，Mn²⁺共激活的Ca₂SiO₃Cl₂高亮度白色发光材料，并对其发光性质进行了研究. 该荧光粉在近紫外光激发下发出强的白色荧光，Eu^{2+中心形成峰值为419 nm和498 nm的特征宽带，通过Eu2+中心向Mn2+中心的能量传递导致了峰值为578 nm的发射，三个谱带叠加从而在单一基质中得到了白光. 激发光谱均分布在250—415 nm的波长范围，红绿蓝三个发射带的激发谱峰值分别位于385 nm，412 nm，370 nm和396 nm处，可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发. Ca₂SiO₃Cl₂:Eu2+，Mn2+是一种很有前途的单一基质白光LED荧光粉.}