Tb3+∶YAG单晶荧光层中掺杂Ga3+的荧光敏化作用

采用液相外延工艺成功制备了Tb3 + ∶YAGG单晶荧光层 ,研究了Tb3 + 激活YAG主晶格外延层中Ga3 + 掺杂的荧光敏化效应 ,可以看到在Tb3 + 荧光得到显著增强的同时 ,外延荧光层发光的饱和特性也有所改善。实验中观察到了Ga3 + 掺杂后基质晶体吸收边缘向长波方向展宽 ,并与Tb3 + 的7F6 9E、7E典型吸收峰发生交叠的现象 ,用基质与Tb3 + 之间的声子耦合解释了上述Tb3 + ∶YAGG外延层中所存在的能量传递、荧光敏化现象。基质与掺杂激活中心间能量传递机制的建立将会为基于YAG主晶格的高效荧光材料研究提供一个新的思路。     

第二届全国激光新晶体材料学术会议简讯

由中国光学学会和中国硅酸盐学会共同组织的第二届全国激光新晶体材料学术会议于1983年11月25-29日在泉州市华侨大学陈嘉庚纪念堂举行.通过46篇学术论文的交流和讨论,反映出我国近三年来激光与非线性光学新晶体研究工作的蓬勃发展. 激光晶体的研究重点是:1.终端声子跃迁的可调谐激光晶体,主要有Cr～(3+):BeAl_2O_4和Ni2+:MgF_2。通过晶格动力学与晶格场理论相结合的分析探索新的基质晶体;2.稀土自激活小型激光晶体.积极研制跃迁通道丰富的HO～(3+),Er～(3+)激活晶体.对TbxDy_(1-N);P_5O_(14),Er-x(Gd,Y)1_(1-x)Al_3(BO_3)_4LiNd_(…     

LD端面泵浦不同掺杂离子YAG晶体的热效应研究

通过建立激光晶体热传导模型,针对相同基质YAG晶体不同掺杂离子,求解泊松方程,得到不同Nd3+和Yb3+掺杂浓度的YAG晶体内温度场分布,并进行了对比分析。研究结果表明:在相同条件下,随着Nd3+和Yb3+掺杂浓度的增加,YAG晶体端面中心温度升高,晶体中心轴温度衰减越快,热焦距越小;当Yb3+掺杂浓度达到Nd3+掺杂浓度的近10倍时,热效应基本相同。这一结论为降低同基质晶体的热效应提供了理论依据。     

Cr4+∶YAG固体激光器效率的理论分析

对Cr4+∶YAG固体激光器的吸收效率、量子效率、储存效率和提取效率等本征效率进行了分析.Cr4+∶YAG晶体的吸收截面、发射截面、上能级寿命和激活离子浓度等对激光器的本征效率有很大的影响.提高Cr4+∶YAG晶体的光学品质和激活离子的掺杂浓度，优化泵浦源的运转波长和激光腔的设计都能显著改善Cr4+∶YAG固体激光器的本征效率.     

激光自倍频晶体研究和应用进展

激光自倍频晶体是一类同时具有激光和非线性效应的复合功能晶体。以激光自倍频晶体制作的全固态激光器具有体积小,调整方便,稳定性高等优点。自1970年代以来,以LiNbO3,YAl3(BO3)4倍频晶体为基质的激光自倍频晶体实现了自倍频激光运转。近年来,以RECa4O(BO3)3(RECOB)为基质的激光自倍频晶体受到重视和广泛研究。本文从对激光晶体、非线性光学晶体及激光自倍频晶体的基本要求出发,在综述激光自倍频晶体研究历史的基础上,讨论了激光自倍频晶体中的基波和倍频光,探讨了NYAB和Nd:GdCOB一类晶体中晶体长度,Nd3+浓度和效率之间的关系。理论估算表明,当浓度适当,晶体长度10mm时,这两类晶体的光–光转换效率可达30%以上。本文总结了NYAB系列晶体的研究历程及RECOB系列激光自倍频研究的思路及取得的成果。在最近10年中,利用山东大学生长的Yb:YAB晶体,获得1.1 W自倍频绿光,光光转换效率为10%;在RECOB体系中,比较了各种晶体的特点,选定Nd:GdCOB为主要研究对象,经过晶体掺钕浓度和长度关系,位相匹配方向、膜系及热工程等多方面研究,获得了1.36 W的545 nm绿光输出,光–光转换效率为17.1%;输出功率为1.03 W时,半小时功率波动不超过1%。这是目前为止,Nd3+离子激光自倍频晶体的最好结果。文章最后介绍了激光自倍频晶体的可能应用。通过理论和实验分析,认为到目前为止Nd:GdCOB是以Nd3+为激活离子最后的激光自倍频晶体,而在Yb3+为激活离子时,Yb:YAB晶体最佳。     

Ho3+和Er3+在YLiF4晶体中的光谱强度和Ωλ参数

YLiF4晶体作为一种激光基质材料,早已为人们所熟知.早在六十年代末,七十年代初,就有人对掺Ho3+和Er3+的YLiF4晶体的光谱性质和激光行为进行了研究[1].为了深入的研究这种材料的光谱性质,我们计算了YLiF4:Ho3+和YLiF4:Er3+晶体的实验和理论振子强度、振子强度参数Ωλ(λ=2,4,6)、辐射跃迁几率和辐射寿命等参数.     

纳米晶体ZnS：Mn2+发光寿命异常减缩机理的探讨

纳米晶体ZnS:Mn²⁺中Mn²⁺粒子⁴T₁→⁶A₁的发光寿命比晶体减缩了5个量级,这颇令人费解,因为通常解除自旋禁戒的磁作用远无如此强的效应.假定基质态的自旋不为零,且考虑了Mn²⁺的d电子和基质之间的交换库仑作用.若基质存在比Mn²⁺的⁴T₁激发态能量略高的某种激发态,则这种交换库仑作用将导致这两种激发态之间的混合,从而可解除发光能级弛豫中的自旋禁戒.这种混合随基质颗粒尺寸的减小而加强.我们并对此机制进行粗略的数值估计,给出了和实验相容的结果.     

MMgF4:Eu(M=Ca,Sr,Ba)体系中铕离子的发光中心及价态

合成了铕离子激活的MMgF4.磷光体,研究了Eu3+离子的光谱特征与基质化合物的关系,存在三类发光中心,讨论了基质组成对铕离子价态的影响.     

改变激发环境调控Ho3+离子的上转换发光特性

稀土掺杂上转换发光材料的发光特性不仅依赖于基质材料本身,而且与其激发条件密切相关.本文主要是以Ho^3+离子为研究对象,在NaYF4和LiYF4这两种不同的基质中,研究其在不同激发条件下的上转换发光特性.通过共聚焦显微光谱测试系统,对比Ho^3+离子在NaYF4和LiYF4微米晶体中的发光特性.实验结果发现:Ho^3+离子在这两种不同基质中均展现出较强的荧光发射.然而,当激发功率增加时,在单颗粒个LiYF4微米晶体中,当激发功率增加时,Ho^3+离子则发射出较强绿光及微弱的红光,红绿比变化并不明显,其蓝光发射强度也相对较弱.当激发这两种微米粉末晶体时,结果发现:Ho^3+离子均发射较强的绿光发射并伴有微弱红光发射,两种晶体中的发射特性极其相似.由此可见,在常规测试条件下,一些特殊发光现象是很难被观测到的.同时,通过对其光谱特性的分析,对Ho^3+离子的发光机理进行了研究.     

微波合成的纳米球形CaS∶Ag+荧光体的荧光光谱

在微波场作用下 ,快速合成了CaS∶Ag+荧光体 ,用X射线粉末衍射 (XRD)分析证实了它们是立方晶相。测定了它们的激发光谱和发射光谱 ,发现其发射峰位于 372nm、45 0nm和 5 77nm ,分别是由A′gCa V2 +S 中心的Ag+离子、间隙Ag+离子、A′gCa的Ag+离子和CaS基质自激活产生的 ,随着Ag+的掺杂浓度和助熔剂的改变 ,Ag+离子的几个发光中心互相转化 ,荧光体发出不同颜色的荧光。用扫描电镜 (SEM)观察了它们的晶体形貌和尺寸大小 ,结果表明CaS∶Ag+荧光体的晶体形貌都是球形的 ,但其粒径和晶体的分散性受Ag+的掺杂浓度和助熔剂的影响 ,出现了纳米晶 ( 7～ 10 0nm)和亚微米晶 ( 12 5～ 30 0nm)。     

LaOBr:Ce,Tb中Ce3+对Tb3+发光的影响

近年来人们对LaOBr:Tb的合成及其发光特性的研究日益增多。LaOBr:Tb不仅是良好的X光增感屏材料,也是较好的阴极射线发光材料。为了进一步提高它的亮度,降低了b的含量(因Tb很贵),寻求LaOBr中Tb3+发光的敏化剂是很重要的。     

磷酸盐、锗酸盐和碲酸盐玻璃中Ce3+、Tb3+、Er3+、Tm3+离子的发光和敏化作用的研究——Ⅰ.吸收光谱、荧光光谱和激发光谱

研究了在不同基质玻璃中Ce3+、Tb3+、Er3+和Tm3+离子的吸收、荧光和激发光谱,对发光强度进行了定量的测定。研究了玻璃基质的紫外吸收对发光的影响,并且讨论了无机玻璃的配位场与上述稀土离子的相互作用。     

钡钇氟化物中Eu2+离子的激发光谱和发射光谱

在298和77K下分别研究BaYF5(BaF2·YF3)中Eu2+的激发和发射光谱。Eu2+的发射光谱中,除了一个属5d-4f跃迁的宽发射带外,还有一组6PJ→8S7/2的4f-4f跃迁窄谱线发射。它们的发射强度与Eu2+的浓度和温度有关。由於Eu2+从4f7基态跃迁到4f65d1态产生两个宽的激发带,4f65d(eg)和4f65d(t2g)。实验证实,Eu2+的6PJ→8S7/2的窄谱线发射主要来自高能级的t2g激发能弛豫的结果。     

Eu3+摩尔浓度对Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料光谱的影响

用高温固相法制备了Y2O2S：Eu^3 ,Mg^2 ,Ti^4 红色长余辉材料。测量了该材料的余辉曲线,余辉时间为1h以上;由X射线衍射得到晶体结构为Y2O2S.测量了不同Eu^3 摩尔浓度下的激发光谱和发射光谱,得到从^5DJ(J=0,1,2,3)^-7FJ(J=0,1,2,3,4,5)的发射谱线,并得到位于260,345,468和540nm激发峰。由于激活剂饱和效应,Y2O2S：Eu^3 ,Mg^2 ,Ti^4 发射光谱中513．6,540．1,556．4,587．3和589．3nm属于从^5D2,^5D1到^7FJ(J=0,1,2,3,4)跃迁的发射峰随Eu^3 摩尔浓度的增加相对削弱;激发谱包括位于350nm左右属于电荷转移态吸收(Eu^3 -O^2-,Eu^3 -S^2 )的激发主峰和在可见光区位于468,520和540nm属于Eu^3 离子4f-4厂吸收的激发峰。随着Eu^3 摩尔浓度的增加,位于468,520和540nm的激发峰相对增强。     

Sr3Gd(PO4)3:Tm3+的真空紫外光谱特性

研究了Sr3Gd(PO4)3 : Tm3 和GdPO4 : Tm3 样品的结构特性、光谱特性.GdPO4 : Tm3 为单斜晶系,基质掺入铥离子后结构没有明显变化.GdPO4:Tm3 在164和210 nm附近有强烈的吸收峰.位于164 nm附近的强烈的吸收峰是归因于基质的吸收引起,210 nm附近的吸收峰则归因于Gd 的8S7/2-6GJ的能级跃迁.在164 nm真空紫外光激发下,样品于453及363 nm处有较强的发射峰,发射主峰位于453nm,属于Tm3 的1D2→3H4(22,123 cm-1)跃迁的典型发射.由于阳离子质量的不同,Sr3Gd(PO4)3:Tm3 在166 nm附近的激发峰高于GdPO4: Tm3 的同位置的激发峰,其在363 nm处的发射有明显减弱,而在453 nm处的蓝色发射有显著的增强.     

铋化物发光玻璃中银表面等离激元对铒离子的发光增强作用

局域表面等离激元可以由自由空间的光直接激发,这也是局域表面等离激元的优点所在。研究铋化物发光玻璃中纳米银颗粒的表面等离激元对铒离子发光的增强效应、进一步的提高铋化物发光玻璃中铒离子的发光性能很有意义。首先,测量了(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃与(B)Er 3+(0.5%):铋化物发光玻璃样品的吸收谱,发现(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃在约600.0 nm处有一个较弱的宽的银表面等离激元共振吸收峰。同时发现两者都有典型的铒离子的吸收峰,它们的吸收几乎完全一样:在波峰形状、峰值强度和峰值波长等方面都很相近。测量了(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃和(B)Er 3+(0.5%):铋化物发光玻璃样品的激发谱,发现有位于379.0,406.0,451.0,488.0和520.5 nm的5个550.0 nm可见光的可见激发谱峰,和位于379.0,406.5,451.0,488.5,520.5,544.0,651.5和798.0 nm的8个1531.0 nm红外光的红外激发谱峰,容易指认出依次为Er 3+的4I 15/2→4G 11/2,4I 15/2→2H 9/2,4I 15/2→(4F 3/2,4F 5/2),4I 15/2→4F 7/2,4I 15/2→2H 11/2,4I 15/2→4S 3/2,4I 15/2→4F 9/2和4I 15/2→4I 9/2跃迁的吸收峰,通过测量发现(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃相对于(B)Er 3+(0.5%):铋化物发光玻璃样品的可见和红外激发谱的最大增强依次分别是238%和133%。最后,测量了它们的发光谱,发现有位于534.0,547.5和658.5 nm的三组可见发光峰,容易指认出依次为Er 3+的2H 11/2→4I 15/2,4S 3/2→4I 15/2,4F 9/2→4I 15/2荧光跃迁。还发现红外发光峰位于978.0和1531.0 nm,依次为Er 3+的4I 11/2→4I 15/2和4I 13/2→4I 15/2的荧光跃迁。通过测量发现(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃相对于(B)Er 3+(0.5%):铋化物发光玻璃样品的可见和红外发光谱的最大增强依次分别是215%和138%。对于银表面等离激元增强铒离子发光的机理,认为主要为纳米银颗粒的局域表面等离激元共振,造成金属纳米结构附近产生的局域电场的强度要远大于入射光的电场强度,从而导致了金属纳米结构对入射光产生强烈的吸收和散射,进而导致了荧光的增强;即局域表面等离子体共振局域场的场增强效应。     

Bi3+和Eu3+在Ca2SiO4中的发光和能量传递

用高温固态反应合成了Ca2SiO4:Bi3+,Ca2SiO4:Eu3+和Ca2SiO4:Eu3+,Bi3+发光体。讨论了不同掺杂量和掺杂种类时Bi3+对Eu3+的5D0-7F1,5D0-7F2发射的影响规律。实验发现,Ca2SiO4:Bi3+在紫外线激发下发出明亮的蓝色光,Ca2SiO4:Eu3+,Bi3+中的Bi3+能将激发能传递给Eu3+,使Eu3+的5D0-7F1和5D0-7F2两种跃迁都大大加强,同时,Bi3+也发出鲜艳的紫色光。     

Dy3+掺杂NaYF4纳米粒子的制备及其上转换发光性质

制备了Dy³⁺掺杂 NaYF₄上转换发光纳米晶体,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光(FL)光谱、红外光谱仪(FT-IR)对合成样品的结构、形貌和发光性能进行表征。探讨了稀土离子掺杂浓度和焙烧温度对NaYF₄∶Dy³⁺纳米晶的结构、形貌和发光的影响。在776 nm红外光下激发样品,出现479,574 nm上转换发射峰,实现了蓝、绿上转换发光。绿光来自于Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_13/2跃迁,蓝光是由Dy³⁺的⁴F_9/2→ ⁶H_15/2跃迁产生的。     

磷酸盐、锗酸盐和碲酸盐玻璃中Ce3+、Tb3+、Er3+和Tm3+离子的发光和敏化作用的研究——Ⅱ.辐射跃迁、无辐射跃迁和能量转移

对不同玻璃基质中的Tb3+、Er3+和Tm3+离子的辐射跃迁和无辐射跃迁速率进行了计算和测量,并讨论了基质玻璃对跃迁特性的影响。研究了Ce3+对Er3+、Tm3+,Tb3+的敏化作用,得出Ce3+对Er3+离子的敏化作用是弱的,而Ce3+对Tm3+和Tb3+是较强的,并对敏化机理进行了讨论。     

偏磷酸钛基体中四价铀离子的荧光

本文用蒸发溶液法制备了Th(PO3)4、U(PO3)4及掺杂了U4+的Th(PO3)4:U4+单晶,确定了β-U(PO3)4属于正交晶系Cmca-D2h18点群,α-U(PO3)4和Th(PO3)4都为三斜晶系P1或P1点群,给出了它们的晶格参数.测量了U(PO3)4吸收谱,和Th(PO3)4基体中U4+的激发和荧光谱.在近紫外光激发下,Th(PO3)4:U4+产生一组荧光,对应于U4+离子的6d-5f电子跃迁.270和298nm的荧光寿命约10ns,对应于电偶极跃迁.在波长为553nm绿光激发下,Th(PO3)4:U4+中四价铀的电子产生上转换效应,释放出358和533nm窄带荧光、它们属于U4+的5f-5f电子跃迁,分别对应于3P2-3H4和1I5-3H4。给出了相应的荧光和上转换效应的跃迁能级图.