Er~(3+)掺杂Na_5Lu_9F_(32)单晶体的红外光学特性

采用坩埚下降法成功地生长了Er~(3+)离子掺杂的Na_5Lu_9F_(32)(NLF)单晶体。测定了单晶体在400~2 500nm波段的吸收光谱与2.5~25μm红外波段的透过光谱。Na_5Lu_9F_(32)单晶体在400~7 150 nm宽波段范围具有好的光学透过性,在该波段的透过率达到90%。在透过光谱中几乎观察不到2.7μm中红外波段的吸收,说明单晶体中OH~-离子的含量极低。根据测定的吸收光谱,通过Judd-Ofelt理论计算了Er~(3+)在单晶体中的光学强度参数Ω_t(Ω_2=2.08,Ω_4=2.07,Ω_6=0.75),以及相应的辐射跃迁速率、荧光分支比和荧光寿命。根据Futchbauer-Ladenburg公式估算了样品的发射截面大约分别为1.42×10~(-20)cm~2(~4I_(13/2)→~4I_(15/2))和1.66×10~(-20)cm~2(~4I_(11/2)→~4I_(13/2))。在980 nm半导体激光器(LD)激发下,研究了单晶体的近红外1.5μm与中红外2.7μm的发射光谱特性。     

LnP_5O_(14)晶体中Tb~(3+)和Eu~(3+)的发光光谱特性

本工作测量了室温下TbP_3O_(14)和EuP_5O_(14)晶体的吸收和发射光谱。根据吸收光谱和Judd-Ofelt理论计算了Tb~(3+)和Eu~(3+)的实验和理论的振子强度。用最小二乘法拟合实验与理论的振子强度得到唯象强度参量Ω_λ。然后计算了Tb~(3+)的~5D_3→~7F_5,~5D_4→~7F_4和~5D_4→~7F_6以及Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2,~5D_0→~7F_4的跃迁几率和寿命。同时用时间分辨光谱测量了不同温度下相应的荧光辐射寿命。计算与实验结果基本相符。理论和实验的结果表明Tb~(3+)的~5D_3态的寿命主要取决于~5D_3→~5D_4和~7F_6→~7F_0两能级对之间的电偶极-电偶极交叉弛豫。     

Crystal Structure and Judd–Ofelt Analysis of Er~(3+) Doped LuAl_3(BO_3)_4 Crystal

Single crystal Er:LuAl_3(BO_3)(Er:Lu AB) is successfully grown using the top-seeded solution growth method with a K_2Mo_3O_(10) flux. The cell parameters of the grown crystal are estimated by an x-ray single crystal diffactometor and x-ray powder diffraction analysis. The result indicates that it still belongs to the space group R32. The obtained unit-cell parameters are a= 9.2793(19) ?, c= 7.210(3) ?, V= 537.65(27) ?~3, and Z=3.The absorption spectrum is measured at room temperature. The spectroscopy properties are investigated based on the Judd–Ofelt(J-O) theory, and the effective J-O parameters were calculated to be Ω_2=8.33×10~(-20),Ω_4=3.83×10~(-20), and Ω_6 =3.55×10~(-20). The emission spectra of Er:LuAB crystal at room temperature are also studied and the ~4I_(11/2)→~4I_(13/2) fluorescence around 3170 nm is observed. The emission cross section calculated by the F-L formula is 8.6×10~(-20) cm~2. These results suggest that the Er:LuAB crystal may be a promising ~3 μm laser material.     

钨酸钇钠晶体中Tm3+的光谱特性

测量了Tm3 :NaY(WO4 ) 2 晶体的吸收光谱、发射光谱和激发光谱 ,利用J_O理论计算了钨酸钇钠晶体的强度参数 :Ω2 =7 2 130 4× 10 - 2 0 cm2 ,Ω4 =0 5 0 4 76 6× 10 - 2 0 cm2 ,Ω6 =0 977784× 10 - 2 0 cm2 ,以及Tm3 的光学参数包括各能级的荧光寿命和荧光分支比、积分发射截面等 ,在计算了Tm3 的自发辐射概率时 ,同时考虑了电偶极跃迁和磁偶极跃迁 .研究了其发光特性和跃迁通道 ,发现存在1 D2 3H6 →1 G4 3F4 的交叉弛豫     

Er3+在二氧化硅介孔分子筛中的高效率发光及其分析

研究了一种新型的负载Er3 的二氧化硅介孔分子筛纳米材料,分析了其在有无功能化试剂全氟甲基磺酰(bis(perfluoromethylsulfonyl)amine)修饰作用下的吸收和荧光光谱特性,获得了高强度的荧光发射.应用Judd-OfelI理论计算了强度参数(Ω2=1.88×10-20,Ω4=5.45×10-20 cm2,Ω6=3.11×1O-20cm2)、跃迁振子强度、自发跃迁概率、能级辐射寿命等重要的光谱参数,讨论了吸收和发射跃迁截面(Ωem=10.9×10-21 cm2),研究了在介孔分子筛纳米材料中的Er3 在不同的抽运功率条件下的荧光强度变化情况.比较了Er3 在不同基质材料中的带宽特性.研究表明二氧化硅介孔分子筛有利于实现高效率的激光输出或具有较宽带宽的高增益光放大,能够成为掺铒激光器或光放大器的新型基质材料.     

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470 nm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Ωt(t=2,4,6),分别为2.694×10-20 cm2,1.842×10-20 cm2,0.030 × 10-20 cm2;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.     

DyP_5O_(14)晶体的光谱强度参数

本文根据Judd-Ofelt理论,利用吸收光谱,计算了DyP_5O_(14)晶体中Dy~(3 )的三个唯象强度参数Ω_λ(λ=2,4,6),求得了计算和实验振子强度,进而计算了约化矩阵元和荧光辐射跃迁几率。     

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 …     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂磷酸盐微晶玻璃的光谱性质

采用高温熔融法生长了Er3+/Yb3+共掺杂的磷酸盐微晶玻璃,测量了微晶玻璃室温下的吸收光谱。由此吸收谱,根据Judd-O felt理论,计算了Er3+/Yb3+共掺杂磷酸盐微晶玻璃的强度参数、自发辐射几率、荧光分支比等光谱参数,得到了吸收截面曲线,并根据M cCumber理论得到1 540 nm附近的积分发射截面。样品的强度参数为Ω2=6.33×10-20cm2,Ω4=1.41×10-20cm2,Ω6=1.09×10-20cm2。1 540 nm对应的积分发射截面峰值为1.8×10-20cm2。另外,还测量了Er3+/Yb3+共掺杂磷酸盐微晶玻璃在980 nm激发下的上转换光谱,讨论了Er3+/Yb3+共掺杂磷酸盐微晶玻璃的上转换发光和能量传递过程。     

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。     

Tm3+/Yb3+共掺铋碲酸盐玻璃中的高效蓝色上转换荧光

制备了高折射率Tm3+/Yb3+共掺杂铋碲酸盐玻璃,利用棱镜耦合法测量出玻璃在632.8和1550 nm波长处的折射率分别为2.0365和1.9795. 对玻璃的吸收、荧光和红外透过光谱展开了测试与分析,根据Judd-Ofelt理论对吸收光谱进行拟合,求得Tm3+的振子强度参数Ωt(t=2,4,6)分别为3.90×10-20, 2.03×10-20和9.03×10-21 cm2,并进一步计算了Tm3+在玻璃中各能级跃迁的振子强度、自发辐射跃迁概率、辐射寿命和荧光分支比等光谱参数. 在980 nm激光激发下测得强的蓝色三光子上转换和近红外双光子上转换荧光. 宽的红外透过窗口、高的折射率和强的蓝色上转换荧光表明,Tm3+/Yb3+共掺铋碲酸盐玻璃有希望成为高效的上转换发光和激光材料.     

Cd3Al2Si3O12玻璃中Er3+的光学跃迁

根据Judd-Ofelt理论,利用镉铝硅酸盐玻璃中E,+的吸收光谱,计算了实验与理论振子强度,用最小二乘法拟合实验与理论振子强度得到了三个J-O强度参数Ω2,Ω4,Ω6.并由此计算了Er3+在不同能级之间的自发辐射系数A、辐射寿命ι、荧光分支比β以及积分发射截面∑.根据这些参数分析认为掺铒镉铝硅酸盐玻璃可能实现近红外激光输出.     

Er~(3+):Ba_(0.65)Sr_(0.35)TiO_3纳米粉体光谱性质

用溶胶-凝胶法制备了Er3+:Ba0.65Sr0.35TiO3(BST)纳米粉体,测试了纳米粉体在室温下的吸收光谱与光致发光谱。利用Judd-Ofelt理论拟合得到晶体场强度参数Ω2,Ω4和Ω6分别为0.993×10-20,1.665×10-20和0.540×10-20cm2,系统计算了Er3+能级跃迁的谱线强度、自发辐射跃迁概率、荧光分支比等光谱参数。发光谱表明,样品出现了中心波长位于522,545,654和851nm的发光带,分别对应Er3+的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2,4F9/2→4I15/2和4S3/2→4I13/2的跃迁。讨论了样品的发光特性。结果表明Er3+:BST纳米材料在新型光电子器件中有广泛的应用前景。     

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.     

重金属碲酸盐玻璃中Ho~(3+)的红外辐射特性

制备了高折射率Ho3+单掺和Ho3+/Yb3+共掺低声子能量重金属碲酸盐玻璃.根据Judd-Ofelt理论对吸收光谱进行拟合,求得Ho3+强度参数Ωt(t=2,4,6)分别为4.373×10-20,1.906×10-20和1.451×10-20cm2,并进一步计算了Ho3+在红外区各能级跃迁的振子强度、自发辐射跃迁概率、辐射寿命和荧光分支比等光谱参数.982 nm激发下,铋碲酸盐玻璃中Yb3+直接敏化Ho3+,在红外区产生有效红外发射.Ho3+吸收与发射截面在1.95和2.05μm处分别高达5.63×10-21和6.24×10-21cm2,大于Ho3+掺杂磷酸盐和氟化物玻璃,这有利于降低激光抽运阈值,实现高效Ho3+激光输出.较低的声子能量和较大的发射截面表明,Ho3+/Yb3+共掺杂铋碲酸盐玻璃有望成为良好的红外激光工作物质.     

Pr_xLa_(1-x)P_5O_(14)的发光理论和浓度效应

本文利用Judd-Ofelt理论求得PrP_5O_(14)晶体的振子强度参数Q_2,比较了计算和实验的振子强度,计算了~3P_1,~3P_0,~1D_2和~1G_4能级的电偶极和磁偶极辐射跃迁几率及~1D_2→~1G_4和~3H_4→~3F_4能级对间的多极矩耦合的无辐射迁移几率。讨论了~1D_2能级发射强度的浓度效应。并且,给出~1D_2能级发射强度的表达式和强度随着浓度和单位时间内激发光引起的~3H_4到~1D_2跃迁的诱导跃迁几率的变化图。     

碰撞诱导振动能量转移:Cs_2[B~1∏_u(u′=5)]+N_2→Cs_2[B~1∏_u(v′=4,6)]+N_2

利用激光诱导荧光方法研究了Cs_2B~1∏_u[(v′=5)]与N_2的碰撞能量转移.脉冲激光激发Cs_2基态至B~1∏_u[(v′=5)]态,池温保持在410K,N_2气压在1.5×10~2Pa～2.5×10~3Pa之间变化.荧光中含有直接荧光和碰撞转移荧光成分,记录直接荧光B~1∏_u(v′=5)→X~1∑_8~+(v″=0)的时间分辨强度.从荧光强度的对数值给出的直线斜率得到B~1∏_u(v′=5)→X~1∑_8~+(v″=0)的有效寿命,由Stern—Volmer方程,得到B~1∏_u(v′=5)→X~1∑_8~+(v″=0)的辐射寿命为(45±9)ns.B~1∏_u(v′=5)态与N_2碰撞的猝灭总截面为(9.8±1.5)×10~(-15)cm~2.用类似的方法得到B~1∏_u(v′=4,6)能级的辐射寿命.在不同的N_2气压下,测量B~1∏_u(v′=5,4,6)→X~1∑_8~+(v″=0)的时间积分荧光强度,首次得到v′=5→v′=4及v′=5→v′=6的碰撞转移截面分别为(3.9±0.8)×10~(-15)cm~2和(4.1±0.8)×10~(-15)cm~2.     

用磁探针测定慢电子平均散射截面

将林绍基磁探针原理推广到用于拉莫频率不能忽略的情形。用了两个不同磁强的探针同时使用于激波管中,测量了离子化气体中的电子碰撞频率。对实验结果的分析得出,在5000K时电子碰撞截面为Q_(N2)=1.9×10~(-15)cm~2,Q_O=4×10~(-16)cm~2,Q_N=4×10~(-16)cm~2。本实验定出的氮原子对慢电子的散射截面数据与(艹勾)清泉等人的理论计算结果比较一致。     

Er3+及Er3+/Yb3+共掺铋酸盐玻璃光谱性质研究

制备了Ed3+及Ed3+/Yb3+共掺铋酸盐玻璃,测试了样品的吸收光谱、荧光光谱.应用Judd-Oflet理论计算了Er3+在铋酸盐玻璃中的光谱强度参数,分别为Ω2=(5.47-2.92)×10-20cm2,Ω4=(2.16-1.22)×10-20cm2,Ω6=(1.29-0.80)×10-20cm2.比较了Er3+及Er3+/Yb3+共掺铋酸盐玻璃在980 nm附近的吸收截面和1.5μm的荧光发射光谱强度,Er3+/Yba+共掺铋酸盐玻璃的荧光光谱半高宽达到91 nm,比Er3+单掺铋酸盐玻璃大15 nm.用McCumber理论计算了Ed3+在1.5 μm的受激发射截面σe=1.00×10-20cm2.比较了Ed3+在不同基质中的光谱特性,结果表明铋酸盐玻璃更适合作为掺铒光纤放大器的基质材料.     

Cd3Al2SiO12玻璃中Er^3＋的光学跃迁

根据Judd-Ofelt理论,利用镉铝硅酸盐玻璃中Er^3 的吸收光谱,计算了实验与理论振子强度,用量小二乘法拟合实验与理论振子强度得到了三个J－O强度参数Ω2,Ω4,Ω6。并由此计算了Er^3 在不同能级之间的自发辐射系数A、辐射寿命τ、荧光分支比β以及积分发射截面∑。根据这些参数分析认为掺铒镉铝硅酸盐玻璃可能实现近红外激光输出。