氟氧化物氟化物五磷酸盐玻璃中Er3+的直接上转换增敏发光的比较

本文研究了ErYb共掺的氟氧化物玻璃 (ErYb:FOG)、氟化物ZBLAN玻璃和五磷酸盐非晶在 966nm半导体激光激发下的直接上转换敏化发光现象。发现有丰富的上转换发光现象 ,这是由于样品中Yb3 的浓度很高 ,Er3 Yb3 ,Yb3 Yb3 离子之间的相互作用和能量传递作用都很强造成的。研究发现ErYb :FOG玻璃的直接上转换增敏发光比磷酸盐大 1 0 0～ 1 0 0 0 0 0倍 ;而很有趣的结果在于氟氧化物玻璃的直接上转换增敏发光与ZBLAN玻璃接近 ;这对于提高频率上转换的综合性能是很有意义的。     

Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃的直接上转换敏化发光

本文首次研究了Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃在966nm半导体激光激发下的直接上转换敏化发光现象。测量发现存在很强的^1G4→^3H6的474nm三光子和较弱的^1D2→^3H6的362nm,^1D2→^3F4的452nm,^1G4→^3F4的650nm三光子以及^3F3→^3H6的681nm二光子上转换发光。并对他们的上转换机理做了简要的讨论分析。     

ZBLAN玻璃中Nd~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)的上转换发光特性

采用高温固相法制备了Nd,Tm和Yb掺杂的ZBLAN玻璃上转换材料.Tm3+,Yb3+的摩尔浓度分别固定为0.01%,0.3%,Nd3+摩尔浓度变化范围为0.1%～2%.在室温下,测试了样品在300～1 000nm间的吸收光谱.在798 nm近红外光激发下,测试了样品的上转换光谱.实验发现,样品在798 nm红外光激发下发出了较强的多波段(红,蓝和绿)的可见光.由上转换可见光各波段的发射谱线,给出了能级跃迁机制.蓝光主要来源于Tm3+的激发态1G4到基态3H6的跃迁,绿光来源于Nd3+的2H7/2到基态4I9/2的跃迁,红光来源于Nd3+的2H11/2到基态4i9/2的跃迁.研究发现,在Nd3+,Tm3+,Yb3+:ZBLAN玻璃样品中存在激发态吸收,能最转移和交叉弛豫等上转换过程.其发光机理是Nd3+,TM3+和Yb3+离子之间的能量转移.根据Nd3+摩尔浓度不同其上转换发光强度不同,分析了掺入稀土的浓度对上转换发光效率的影响.当Nd3+浓度为1.5%(摩尔分数)时上转换发光最强,大于1.5%后发光开始减弱.     

钕敏化多层壳纳米结构的增强型染料敏化上转换发光

对于稀土离子掺杂的上转换发光,由于稀土离子吸收截面小、吸收范围窄,导致其发光强度受限。最近,在稀土上转换纳米粒子的表面连接近红外染料分子敏化发光,被证实是提高上转换发光强度的有效策略。然而,将染料分子连接经典的稀土Yb掺杂纳米粒子,并不能有效利用染料分子的敏化能力。针对这一问题,本文通过高温热分解法成功制备了Nd³⁺敏化的核/壳/壳(NaYF₄:Yb/Er(20/2%)@NaYF₄:Yb(10%)@NaYF₄:Nd(80%))纳米结构,与经典的IR-806敏化的NaYF₄:Yb/Er纳米结构相比,IR-806敏化的Nd³⁺掺杂的核/壳/壳纳米结构的上转换发光(500~700 nm)强度增强了约38倍。通过荧光光谱及荧光寿命分析证实,上转换发光强度增强源于Nd的吸收与近红外染料分子的有效交叠,以及壳层结构对发光中心的保护作用(Er³⁺(⁴S_3/2→⁴I_15/2)的寿命延长了1.7倍)。另外,研究发现纳米壳层结构中最外层掺杂的Yb³⁺离子将导致染料敏化发光减弱。进一步,这种IR-806敏化的Nd掺杂的核/壳/壳纳米结构可实现增强发光中心为Ho及Tm的上转换发光。本文研究为提高染料敏化上转换发光及应用提供了新途径。     

Tm3+/Yb3+共掺氟氧硅铝酸盐玻璃陶瓷蓝色上转换发光研究

按摩尔百分比制备了组分为30S102.(20-x-y)Al2O3-4OPbF2-1OCdF2-xTm2O3-yYb2O3的两组Tm3 ,Yb3 共掺杂氟氧硅铝酸盐上转换蓝色发光玻璃陶瓷材料,测量了其在980nm激光激发下的上转换发光光谱,分析了此材料中Tm3 /YI)3 发光体系的上转换发光机理,并系统地研究了Tm3 离子和Yb3 离子的浓度对该材料上转换发光性能的影响.研究表明:由于Tm3 离子之间存在着交叉弛豫作用使得蓝光(477nm)发光强度随Tm3 离子浓度增加而减弱,实验获得的最佳掺杂浓度为x=0.025(mol%);另外,在Tm3 /Yb3 上转换发光体系中,Yb3 离子合作上转换能量传递过程和三光子过程是共同存在的,随着yb3 离子浓度的增加,Tm3 离子3H4能级到Yb3 离子2F5/2能级的反向能量传递增强使3H4能级上粒子布居数不断减少,三光子过程作用减弱;但是Yb3 离子合作上转换能量传递过程则发挥越来越大的作用,使上转换蓝光强度总体上不断增加.     

Tm3+/Yb3+共掺碲铅锌镧玻璃的能量传递和上转换发光

制备了Tm³⁺/Yb³⁺共掺TeO₂-PbO-ZnO-La₂O₃玻璃，研究了玻璃红外吸收光谱和980 nm激光抽运下上转换发光光谱，分析了上转换发光机制.基于Tm³⁺和Yb³⁺的能级图及上转换机制建立了速率方程，得出了稀土离子各能级的粒子数分布密度以及Tm³⁺与Yb³⁺之间的能量转移系数C_bi(i=0, 1,3).结果表明，随着PbO加入，Yb³⁺:²F_5/2与Tm³⁺:³H₄间的能量转移不断增加，上转换蓝光的发光强度明显增强. 关键词： 碲酸盐玻璃 上转换发光 能量传递 速率方程     

(Pr3+ ,Yb3+ )共掺氟化物玻璃上转换敏化发光

实验中选用Pr³⁺和Yb³⁺:ZBLAN玻璃作为频率上转换发光材料,并详细说明了选用这种材料的原因;分析了上转换发光强度与抽运光强度和离子掺杂浓度的关系,从而得出了实现较清晰双频上转换三维立体图像的实验条件. 关键词： 上转换发光 3+和Yb³⁺离子')" href="#">Pr³⁺和Yb³⁺离子 ZBLAN玻璃 吸收光谱     

Yb3+敏化Tm3+掺杂氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了Yb2O3浓度对Tm3 /Yb3 共掺氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光的影响,分析了上转换发光机理。结果发现,通过980 nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的蓝光(475 nm)和微弱的红光(649 nm),分别是由于Tm3 离子1G4→3H6和1G4→3F4跃迁产生的;上转换机理分析表明,上转换蓝光和红光都是由于双光子吸收过程。随Yb2O3浓度增加,Yb3 离子寿命降低,Yb3 到Tm3 的能量转移效率增加,上转换蓝光和红光强度先增加,在Yb2O3摩尔比为3时达到最大,然后降低。分析认为,Yb3 的浓度猝灭主要是由于3H4(Tm3 )→2F5/2(Yb3 )反向能量转移的结果。结果表明Yb3 敏化Tm3 掺杂氧卤碲酸盐玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料。     

卤化铅调整Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换发光研究

研究了卤化铅调整Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲酸盐玻璃的热稳定性能、Raman 光谱和上转 换发光光谱，分析了Tm³⁺/Yb³⁺共掺氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光 机理.结果发 现：混合卤化铅调整Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲酸盐玻璃具有好的热稳定性 能、低的声 子能量、强的上转换蓝光.这表明混合卤化铅调整Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲 酸盐玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料. 关键词： 氧卤碲酸盐玻璃 上转换光谱 发光机理 上转换蓝光激光器     

氟氧化物玻璃陶瓷中交叉能量传递与荧光防伪的初步研究

研究了Yb³⁺Er³⁺共掺和Er³⁺单掺氟氧化物玻璃陶瓷材 料的稳态发光行为,对氟氧化物玻璃陶瓷(FOV),氟氧化物玻璃(FOG)和氟化物玻璃(ZBLAN) 中Yb³⁺Er³⁺的交叉能量传递效应也进行了细致的研究.发现在377nm 紫外光激发⁴G_11/2能级的情况下,由于Yb³⁺对Er ³⁺的交叉能量传递,仅在 关键词： 交叉能量传递 氟氧化物玻璃陶瓷 荧光防伪     

INDIRECT UP-CONVERSION SENSITIZATION LUMINESCENCE OF Tm(0.1) Yb(10.9): OXYFLUORIDE VITROCERAMICS INDUCED BY 800nm DIODE LASER

This paper reports researches about the indirect up-conversion sensitization luminescence of Tm(0.1)Yb(10.9): oxyfluoride vitroceramics(TmYb:FOV) induced by 800nm diode laser. From the initial comparison research of indirect up-conversion sensitization luminescence between TmYb:FOV and Tm(0.1)Yb(10.9): oxyfluoride glass (TmYb:FOG), it is found that the up-conversion luminescence intensity of TmYb:FOV is much higher than that of TmYb:FOG. It is shown that this is an effective method to e5nhance up-conversion efficiency. It is found also that the fluorescence branch ratio and the meticulous structures are different between vitroceramics and glass. This disparity comes from cluster effect resulting from micro crystallization of the material.     

Strong cooperative upconversion luminescence of ytterbium doped oxyfluoride nanophase vitroceramics

The strong 479.1 nm blue cooperative upconversion luminescence of ytterbium Yb³⁺ ion doped oxyfluoride nanophase vitroceramics (Yb:FOV) is studied in this article. It is found that the 479.1 nm blue cooperative upconversion luminescence strength of Yb(5):FOV is 230 times greater than that of fluoride glass Yb(3):ZBLAN. The large enhancement on cooperative upconversion blue luminescence of this article results from the comprehensive improvement on the aspects of better coupled chance of the Yb³⁺-Yb³⁺ cluster, less cross-relaxation, better concentration contribution of Yb³⁺ activator, non-saturation, and better upconversion luminescence efficiency.     

970 nm抽运下Tm3+/Yb3+共掺氧氟玻璃的频率上转换发光

稀土离子掺杂的氧氟玻璃是一种新型上转换发光材料。制备了Tm^3／Yb^3＋单掺、共掺的摩尔分数为n（SiO2）-0．30，n（PbF2）-0．50，n=（Al2O3）=0．15，n（AlF3）=（0．049-x），n（TmF3）=y，n（YbF3）=x（x=0，0．001，0．010，0．015，0．020，y=0，0．001）系统氧氟玻璃，研究了其上转换发光特性、分析了其上转换发光机理。研究发现，在970nm抽运光源激发下，Tm^3＋单掺时没有可见光上转换发射；而加入Yb^3＋后产生了强的蓝光（452nm，476nm）、红光（647nm）及近红外光（791nm）发射，分别对应如下辐射跃迁：^1D2→^3F4、^1G4→^3H6、^1G4→^3F4和^3H4→^3H6；且随着Yb^3＋离子浓度的增加上转换发光增强。在970nm光源抽运下用Yb^3＋敏化Tm^3＋可以显著提高其上转换发光强度，且随着Yb^3＋离子浓度的增加，增强了对抽运光源的吸收并提高了Yb^3＋到T^3＋”的能量转移几率，从而增强了上转换发光强度。     

Tm3+/Yb3+共掺杂玻璃和玻璃陶瓷中蓝色 上转换发光中的能量传递过程

利用高温固相法制备了Tm³⁺/Yb³⁺共掺杂的氟氧化物玻璃和玻璃陶瓷材料,在980 nm的激光激发下,样品发射出明亮的蓝色上转换荧光。通过对玻璃和玻璃陶瓷样品的对比,发现Tm³⁺离子和Yb³⁺离子之间存在着Tm³⁺(³H₄)→Yb³⁺(²F_5/2)的反向能量传输通道,并且与晶场有较强的依赖关系。分析了在玻璃和玻璃陶瓷中蓝色上转换发光过程,随着敏化剂Yb³⁺浓度的增加,在玻璃中正向和反向能量传递的竞争作用使得Tm³⁺离子在Yb³⁺离子的最佳浓度时上转换发光最强;而在玻璃陶瓷中, Tm³⁺离子的上转换发光始终随着Yb³⁺离子的浓度增加而增强。     

Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光

本文首次研究了掺杂Ｔｍ（０．１）Ｙｂ（１０．９）氟氧化物玻璃陶次居９６６ｎｍ半导体激光激发下的直接上转换敏化发光现象。测量艰现存在很强的＾１Ｇ４→＾３Ｈ６的４７７ｎｍ的三光子和＾３Ｆ４→＾３Ｈ６的７９９．５ｎｍ双光子上转换荧光以及较弱的＾１Ｄ２→＾３Ｈ６的３６１ｎｍ,＾１Ｄ２→＾３Ｈ４的４４９．５ｎｍ,＾１Ｇ４→＾３Ｆ４的６４７．０ｎｍ和＾３Ｆ３→＾３Ｈ６的多个上转换发光。     

(Er3+,Yb3+)共掺ZBLAN玻璃的一种新颖的类雪崩上转换发光现象

研究了Er3 vZBLAN 和(Yb3 , Er3 )vZBLAN玻璃在966 nm 半导体激光激发下的上转换发光现象, 发现在(Yb3 , Er3 )vZBLAN 玻璃样品上存在由Er3 离子间交叉弛豫导致的上转换发光随激光功率二次攀升的类雪崩上转换发光现象; 并且由稳态速率方程的数值计算得出与实验测量相吻合的结果: 当Er3 离子间的交叉弛豫P很小时, 上转换发光是随抽运激光功率的增强而逐渐趋向饱和的; 当P 较大时, (Yb3 , Er3 vZBLAN 玻璃由于Yb3 和Er3 离子间的交叉能量传递速率很大, 致使Er3 离子的上转换激发速率R很大, 造成上转换发光在达到饱和之前出现一个陡升, 这就是实验观察到的由类雪崩效应导致的上转换发光随激光功率二次攀升的现象。     

Tm3+ ,Yb3+共掺微晶玻璃蓝色上转换荧光的温度特性

制备了Tm³⁺,Yb³⁺共掺氟氧化物微晶玻璃, 在980 nm二极管激光器泵浦下研究了其上转换发光。发现将前驱玻璃进行热处理后,源于Tm³⁺的¹G₄能级到基态³H₆跃迁所产生的蓝色上转换荧光在463 nm和476 nm出现明显劈裂。在此基础上分析了该劈裂蓝色上转换荧光在303~623 K范围内的温度特性。结果表明:Tm³⁺,Yb³⁺共掺氟氧化物微晶玻璃蓝色上转换荧光可应用于光学测温,其测温最大灵敏度为4.2×10^-4 K^-1,相应温度为352 K。