Tm:Y2SIO5晶体的生长和光谱性质研究

采用中频感应提拉法生长了高质量的Tm:Y2SiO5(Tm:YSO)晶体,测定了晶体的晶格常数和分凝系数.运用劳厄照相法确定了单斜晶系Tm:YSO晶体的三个偏振轴(010),D1和D2,在室温下测量了三个偏振轴方向的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,计算了晶体吸收峰的吸收线宽和吸收截面.研究发现,相对于其他两个偏振轴方向,D1方向在790 nm处出现较强的吸收峰,同时在2μm附近出现了一定强度的发射峰,D1方向的吸收截面较大,荧光寿命较长.Tm:YSO晶体适用于AIGaAs二极管抽运固体激光器.在2μm波段固体激光器的应用上将有很大的发展潜力.     

纳米晶Y2SiO5：Eu的浓度猝灭研究

报道了分别用溶胶-凝胶法合成的Y₂SiO₅:Eu纳米晶和用高温固相法合成常规尺度的Y₂SiO₅:Eu材料的光致发光光谱和猝灭浓度的实验研究.结果表明:纳米Y_2-xEu_xSiO₅比常规尺度的Y_2-xEu_xSiO₅有更高的猝灭浓度和更高的发光亮度.理论分析认为这是由于在纳米材料中能量共振传递被阻断和猝灭中心在各个纳米晶内分布的涨落造成的.这个结果为高亮度的Y₂SiO₅:Eu纳米材料的实际开发应用展示了广阔前景.     

不同Yb掺杂量的Yb:Y3Al5O12晶体的光谱分析

采用提拉法生长了Yb³⁺掺杂量分别为5.4at%, 16.3at%, 27.1at%, 53.6at%和100at%的Yb:Y₃Al₅O₁₂晶体.系统地表征和分析了Yb³⁺掺杂量对晶体吸收光谱和荧光光谱的影响.随着Yb³⁺掺杂量的增加，各峰值吸收系数呈线性增加的趋势.应用Smakula公式计算了各吸收峰对应的振荡强度，并分析了Yb³⁺掺杂量对振荡强度的影 关键词： 吸收光谱 荧光光谱 自吸收 浓度猝灭     

Ti: LiAlO2新型晶体的结构分析

通过研究提拉法生长的掺杂Ti浓度为0.2at%的LiAlO₂晶体吸收光谱，荧光光谱和红外光谱，来分析此新型晶体的结构.分析发现光谱中仅出现了四价Ti离子的196nm的特征吸收峰, 用235nm光激发得到384nm的特征发射峰；针对吸收光谱中660—820nm出现的四个弱小吸收峰提出了一个色心模型，从而解释了空气和富Li气氛处理后吸收峰消失的现象；对比纯LiAlO₂晶体的红外光谱发现，Ti的掺入仅影响了［AlO₄］键强，而［LiO_{4 关键词： 2}')" href="#">Ti: LiAlO₂ 色心 光谱     

Eu3+和Tb3+掺杂硅酸钇纳米粉体的合成与表征

采用溶胶-凝胶法合成了Y₂SiO₅∶Eu和Y₂SiO₅∶Tb纳米粉体,使用X射线衍射仪、扫描电镜等对粉体的结构、形貌和发光性能进行了分析,研究了Eu³⁺和Tb³⁺不同浓度掺杂硅酸钇纳米粉体的发光性能。在紫外光激发下,所获得的Y₂SiO₅∶Eu纳米粉体的主发射峰均位于612 nm,对应于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁;Y₂SiO₅∶Tb纳米粉体的主发射峰均位于540 nm,对应于Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁。     

共沉淀法制备Y2SiO5∶Er3+ ,Yb3+ ,Tm3+及其上转换发光性能研究

采用化学共沉淀法制备了系列Y_1.98-2xYb_2x Er_0.02SiO₅(0.00≤x≤0.15)以及Y_1.736Yb_0.24Er_0.02Tm_0.004SiO₅上转换发光材料,比较了室温下Y_1.98-2xYb_2x Er_0.02 SiO₅ (x=0.00,0.08)样品在400—1600 nm范围内的吸收光谱,测量了所有样品在976 nm OPO激光器激发下的上转换发射光谱,以及Er³⁺离子⁴S_3/2(⁴F_9/2)→⁴I_15/2,Tm³⁺离子¹G₄→³H₆荧光衰减曲线和不同激发功率下的上转换蓝光发射强度,从而分析讨论了Er³⁺,Tm³⁺在Y₂SiO₅中的上转换发光机理.研究结果表明:在1250 ℃相对较低的温度下合成了X2型单斜晶系Y₂SiO₅ ∶Ln³⁺(Ln³⁺=Er³⁺,Yb³⁺,Tm³⁺),Yb³⁺的敏化显著增强了样品在976 nm附近的吸收能力,并大幅度加宽了该处的吸收带.分析上转换发射光谱发现:上转换绿光和红光强度都随着Yb³⁺浓度的增加先增强后减弱,但红光的猝灭浓度较高,归因于Er³⁺→Yb³⁺反向能量传递ETU4和Yb³⁺→Er³⁺正向能量传递ETU3过程的发生;上转换蓝光发射是三光子吸收过程,是通过Yb³⁺,Tm³⁺之间三次声子辅助的能量转移方式实现的. 关键词： 上转换 共沉淀 2SiO₅∶Er³⁺')" href="#">Y₂SiO₅∶Er³⁺ 3+')" href="#">Yb³⁺ 3+')" href="#">Tm³⁺     

La2O3对Yb:Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响

研究了La₂O₃对Yb：Y₂O₃透明陶瓷光谱性能的影响，添加适量La₂O₃以后，Yb：Y₂O₃透明陶瓷的吸收峰和发射峰的位置不变，但由于La³⁺的离子半径大于Y³⁺的离子半径，在Y₂O₃中引入La³⁺离子后，导致Y₂O₃晶格常数变大，晶场强度变弱，同时降低了Y₂O₃晶体的有序度，致使发射峰强度有所下降，发射截面变小.过量的La₂O₃（x=0.16）造成Yb³⁺激活离子发射强度明显下降；其荧光寿命在添加La₂O₃后总体增大45%—60%. 关键词： 氧化镧 氧化钇 透明陶瓷 光谱性能     

Yb3+离子掺杂钨酸钾钆晶体的光谱参数

从Yb³⁺:KGd(WO₄)₂(KGW)的吸收谱和荧光谱出发,利用倒易理论计算其各个光谱参量,如吸收截面,受激发射截面,辐射寿命等.由于Yb³⁺:KGW晶体较适合用作二极管泵浦的激光器的材料,而激光二极管所发出的光是偏振光,晶体又是双折射晶体,因此研究了泵浦光的不同通光方向和偏振方向对Yb³⁺:KGW晶体荧光光谱的影响.实验表明在不同情况下其对晶体荧光强度影响较大,因此在设计用激光二极管泵浦的激光器时,应考虑合适的泵浦光偏振方向和入射在晶体上的轴向,其中泵浦光的通光方向比泵浦光偏振方向对晶体的荧光强度的影响更大.对按晶轴切割的这两种晶体,相同实验条件下,荧光强度I_c>I_b>I_a.对于按折射率主轴切割的来说,荧光强度I_Np>I_Ng>I_Nm.在通光方向为c轴,偏振方向平行b轴时得到了最大的荧光强度.     

Tm3+掺杂硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)晶体的结构与光学性能研究

利用X射线粉末衍射确定了Tm³⁺掺杂硅酸镓镧(La₃Ga₅SiO₁₄,LGS)晶体的晶体结构;运用DICVOL91程序计算了该晶体不同部位的晶胞参数;测定了Tm：LGS晶体的室温吸收谱和470nm光激发下的发射光谱;根据Judd-Ofelt理论拟合了Tm³⁺的三个晶场调节参数Ω_t(t=2,4,6),分别为2.694×10^-20cm²,1.842×10^-20cm²,0.030×10^-20cm²;计算了各个能级跃迁的谱线强度、振子强度、吸收截面等,进而计算了³H₄和³F₄态的自发跃迁概率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面,并对结果进行了分析. 关键词： Tm：LGS晶体 吸收谱 Judd-Ofelt理论 光谱参数     

Cr4+掺杂Li1.14Zn1.43SiO4透明微晶玻璃近红外宽带光谱特性

采用高温熔融法和热处理制备了Cr⁴⁺掺杂Li_1.14Zn_1.43SiO₄微晶玻璃, 探讨了不同热处理温度下样品的物相、微观形貌及发光性能. 结果表明: 580℃热处理2h得到的微晶玻璃, Li_1.14Zn_1.43SiO₄微晶的粒径约为5nm, 在808nm的二极管激发下, 可观察到中心波长位于1226nm, 半高宽为230nm的近红外宽带发射峰, 荧光寿命约为200.73±1.71μs. 随着热处理温度的升高, Cr⁴⁺离子所处的晶体场环境发生了变化, 且可以观察到样品吸收光谱发生微弱的蓝移, 而荧光光谱发生少量的红移, 分析了晶体场环境变化对样品发光性能的影响. 关键词： 铬离子 微晶玻璃 超宽带发光 晶体场     

Polarized fluorescence spectra analysis of Yb:KGd(WO4)2

The average fluorescence wavelength of the laser crystal is the most important factor in the radiation-balanced laser (RBL). Polarized fluorescence spectra measurements of the anisotropic laser material ytterbium-doped potassium gadolinium tungstate, Yb³⁺:KGd(WO₄)₂, are carried out along principal refractive index directions m, p, g in three configurations in order to achieve the best design for RBL. The average fluorescence wavelength of g polarization is the shortest, so g should be in the face of fluorescence emission; m polarization should be normal to that face to avoid its strong absorption to fluorescence photons. Fluorescence re-absorption causes the average fluorescence wavelength of the directly measured spectra red-shifted at least 9 nm. Methods for depressing radiation trapping are suggested accordingly, which are high power pumping, low doping concentration, small dimensions and fusing with undoped KGd(WO₄)₂.     

Judd--Ofelt analysis of spectra and experimental evaluation of laser performance of Tm3+ doped Lu2SiO5 crystal

This paper reports that the Tm^3＋：Lu2SiO5 （Tm：LSO） crystal is grown by Czochralski technique. The roomtemperature absorption spectra of Tm：LSO crystal are measured on a b-cut sample with 4 at.% thulium. According to the obtained Judd-Ofelt intensity parameters Ω2=9.3155×10^-20 cm^2, Ω4=8.4103×10^-20 cm^2, Ω6=1.5908×10^-20 cm^2, the fluorescence lifetime is calculated to be 2.03 ms for ^3F4 → ^3H6 transition, and the integrated emission cross section is 5.81×10^-18 cm^2. Room-temperature laser action near 2μm under diode pumping is experimentally evaluated in Tm：LSO. An optical-optical conversion efficiency of 9.1% and a slope efficiency of 16.2% are obtained with continuouswave maximum output power of 0.67 W. The emission wavelengths of Tm：LSO laser are centred around 2.06μm with spectral bandwidth of -13.6 nm.     

Yb:CaF2-SrF2激光晶体光谱性能以及热学性能的研究

采用坩埚下降法生长了Yb: CaF₂-SrF₂晶体,测试了该晶体的吸收和荧光光谱 以及在不同温度下晶体的热扩散系数和热膨胀系数,并且计算了晶体的热膨胀系数以及在常温下的热导率. 采用对比的方法,对晶体的吸收光谱,荧光光谱,热学性能进行了分析.从吸收和荧光光谱结果表明: 在掺杂相对较高浓度的SrF₂的混晶中, Yb³⁺吸收截面和发射截面比较大. Yb: CaF₂-SrF₂ (19%)晶体在1040 nm附近的发射截面比较大,光谱也比较宽. 这说明在掺杂相同浓度Yb时,混晶中CaF₂, SrF₂的比例不同,晶体的光谱性质不同, 主要原因是在混晶中晶体的无序度不同,晶体对称性降低,形成低对称光学中心. 从热扩散系数计算的热导率结果看出晶体具有比较好的热导率.     

TeO2-ZnO-Na2O-K2O玻璃中Er3+离子掺杂浓度对其发光及荧光寿命的影响

测量了不同掺杂浓度下Er³⁺离子在碲酸盐玻璃中的吸收光谱、发射光谱和Er3+离子的荧光寿命，计算了Er³⁺离子的发射截面σ_e,分析 了Er ³⁺离子掺杂浓度对其发光强度和荧光寿命的影响.结果表明，Er³⁺离子掺 杂浓度较低时，对其荧光强度和荧光寿命没有显著的影响；掺杂浓度高时，出现了浓度猝灭 效应，使Er³⁺离 子荧光光强度降低，荧光寿命下降.实验确定了掺杂浓度最优值，同时对浓度猝灭机制进行 了分析. 关键词： 碲锌碱玻璃 3+离子')" href="#">Er³⁺离子 掺杂浓度 发光和荧光寿命     

强耦合磁失措自旋冰系统Dy2Ti2O7单晶生长和基本磁性质测量

利用红外光源浮区法生长出大尺寸、高质量的磁失措自旋冰化合物Dy₂Ti₂O₇单晶体.X射线衍射实验证实晶体具有面心立方结构，空间群为Fd3m，晶胞参数a＝1.0112(2) nm，［111］和［400］方向X射线衍射摇摆曲线半高宽分别仅为0.07°和0.05°.直流磁化率与温度关系测量给出晶体的Van Vleck顺磁因子为2.46×10^-5 m³/mol，有效磁矩μ_eff＝10.24(4)μ_B，Cure-Weiss温度Θ_CW＝1.1 K，揭示Dy₂Ti₂O₇具有弱的铁磁性.对磁性起源的综合分析表明，该自旋冰晶体磁性质主要来源于磁偶极相互作用，且相关最近邻长程偶极相互作用能量标度D_nn＝3.00 K. 关键词： 2Ti₂O₇')" href="#">Dy₂Ti₂O₇ 浮区法晶体生长 关联电子系统 自旋冰     

掺Bi钨酸镉单晶体发光特性的研究

用坩埚下降法(Bridgman)生长出了Bi离子掺杂的CdWO₄单晶.测定了晶体不同部位的吸收光谱、发射光谱和X射线电子能谱(XPS).Bi离子的掺入引起CdWO₄晶体的吸收边从345 nm红移到399 nm.在311 nm, 373 nm,808 nm和980 nm光的激发下,分别观测到中心波长为470 nm,528 nm,1078 nm和较弱的1504 nm四个不同发射带.Bi:CdWO₄单晶的XPS谱分别与Bi₂ 关键词： Bi离子 荧光光谱 X射线电子能谱 4单晶')" href="#">CdWO₄单晶     

单斜结构的Yb:KLu(WO4)2晶体光谱和激光性质的各向异性

研究了Yb:KLu(WO₄)₂晶体对非偏振抽运光的吸收以及连续波激光振荡性质. 晶体结构的低对称性导致晶体光谱呈强烈各向异性,最强的吸收和发射都发生在平行于N_m主轴的偏振方向上. N_g切向晶体具有最高的非偏振抽运光吸收效率和最大的激光功率产生潜力,2 mm长的晶体产生的最高连续波输出功率为11 W,相对于吸收抽运功率,光—光转换效率为68%,而斜率效率则达80%. 关键词： 吸收谱 发射谱 激光振荡 各向异性     

基质敏化的Er0.1Gd0.9VO4晶体的红外量子剪裁

研究了Er_0.1Gd_0.9VO₄晶体材料的红外量子剪裁现象, 发现了较为有趣的基质敏化的红外量子剪裁现象. 即对于1537.5 nm的⁴I_13/2→⁴I_15/2红外荧光的激发谱存在一个宽而强的337.0 nm波长的激发谱峰,仔细分析可以认定337.0 nm的激发峰对应着基质GdVO₄材料的吸收. 同时,发光谱的测量显示337.0 nm光激发Er_0.1Gd_0.9VO₄材料的基质吸收带时导致的1537.5 nm⁴I_13/2→⁴I_15/2红外荧光的积分强度比其他所有荧光的积分强度的总和大了接近10倍, 它的红外量子剪裁效率仅次于最强的²H_11/2能级受激的红外量子剪裁效率且比其他能级都强. 关键词： 红外的量子剪裁 太阳能电池 0.1Gd_0.9VO₄晶体材料')" href="#">Er_0.1Gd_0.9VO₄晶体材料     

Spectra and intensity parameters of Tm ion in YAlO3 crystal

High quality Tm-doped YAlO₃ (Tm:YAlO₃) single crystals were obtained along crystallographic b-axis by the Czochralski technique. Optical absorption and fluorescence spectra for Tm³⁺ in YAlO₃ crystals were investigated at room temperature. Based on Judd-Ofelt approach, the intensity parameters Ω_t (t = 2, 4, 6) of Tm:YAlO₃ were calculated to be Ω₂ = 0.93 × 10⁻²⁰  cm², Ω₄ = 2.23 × 10⁻²⁰ cm², and Ω₆ = 1.12 × 10⁻²⁰ cm². The spectral parameters such as experimental and theoretical oscillator strengths, radiative transition probabilities, radiative lifetime and the fluorescence branching ratio were also obtained. All results indicate that Tm:YAlO₃ is a potential candidate for compact, efficient mid-infrared lasers with laser diode pumping.