LiYF_4:Nd~(3+)的电子喇曼散射与双光子荧光

首次观察到下列LiYF_4:Nd~(3+)的光谱:用波长λ为4880的Ar~+激光激发的~4I_(11/2)能级所属斯塔克子能级Y_1—Y_6的电子和电-声子喇曼散射谱;用波长λ为6943的红宝石激光激发的双光子荧光和电-声子荧光谱。     

K_2(~1∧_g)高位态的预解离和碰撞转移

利用光学双共振和激光光谱技术,测量了K_2(~1A_g)态的预解离率和碰撞转移率.脉冲激光将K_2(1~1∑_g~+)基态激发至1~1∑_u~+态,由连续激光激发1~1∑_u~+至激高位~1A_g态.在不同K密度下,记录~1A_g→~1A_u跃迁的时间分辨荧光,光强的对数与衰变时间成线性关系,从直线的斜率得到~1A_g态的有效寿命,由Stern-Volmer方程得到~1A_g态的辐射率与预解离率之和及总的碰撞去布居截面.在不同的K密度下测量时间积分荧光强度I_3[K_2(~1A_g)→K_2(~1A_u)],I_2[K(6S)→K(4P_(3/2))]和I_1[K(4D)→K(4P_(3/2))],光强比I_1/I_3和I_2/I_3与K密度也成线性关系.从直线的斜率和截距并结合从Stern-Volmer方程得到的结果,确定K_3(~1A_g)的预解离率Γ_(P6S)=(1.2±0.4)×10~7s~(-1),Γ_(P4D)=(0.8±0.3)×10~7s~(-1)和碰撞转移截面σss=(1.9±0.6)×10~(-14)cm~2,σ_(4D)=(9.0±3.0)×10~(-15)cm~2.     

三价稀土离子在晶体中的发光及其电子顺磁共振和电子-核双共振光谱的光学探测

我们研究了Nd~(3 )离子的荧光,实验条件如下:在有磁场Ho的情况下,同时用微波(v_M=24.10 GHz)和氩激光(19429.69cm~(-1))激发～2.0°K的LaCl_3单晶,其中少量的La~(3 )离子用Nd~( 3)离子取代。当|(?)o|和v_M的值使Nd~(3 )在它的基态~4I_(9/2)、u=5/2或光激发态~4I_(15/2),W_1,μ=1/2或~4I_(13/2),X_1,μ=1/2时有磁共振,可观察到~4G_(7/2),E_1,μ=3/2→~4I_(11/2)荧光的加强。当磁场频率与~(143)Nd核     

荧光粉CaWO4：Eu3+中WO2-4与Eu3+间的能量转递*

通过高温固相法分别制备了CaWO4和CaWO4：1%Eu3+样品.测量了样品不同温度(10-300 K)的荧光光谱、荧光衰减曲线和时间分辨荧光光谱.样品的荧光光谱表明：在240 nm紫外光激发下,两个样品在430 nm处都展现出来源于WO2?4的蓝色发射;样品CaWO4：Eu3+的Eu3+(5D0→7F1,2,3,4)的特征发射则归属于WO2?4到Eu3+间的能量传递.由样品室温(300 K)荧光衰减曲线发现：纯CaWO4的荧光寿命为8.85μs, Eu3+掺杂之后WO2?4的荧光寿命缩短至6.27μs,这从另一方面证明了WO2?4与Eu3+间能量传递的存在.由荧光寿命得到T =300 K时, CaWO4：1%Eu3+中WO2?4与Eu3+间的能量传递效率(ηET)为29.2%,能量传递速率(ωET)为4.65×104 s?1.通过时间分辨荧光光谱,获得了从WO2?4到Eu3+之间的能量传递的时间演变过程,当温度由10 K增加到300 K时,能量传递出现的时间单调变小.测试了不同温度(10-300 K)对CaWO4：Eu3+的荧光寿命的影响,发现在10-50 K时, Eu3+的荧光寿命增加,但温度超过50 K时发生猝灭,荧光寿命开始下降;WO2?4的荧光寿命则是随着温度的升高逐渐缩短.     

K(4P_J)-N_2,He碰撞转移及猝灭截面的测量

利用770nm脉冲激光激发基态K原子到K(4P1/2)态,在样品池中,利用原子荧光光谱方法,测量了K(4PJ)和N2、He碰撞的精细结构转移截面和碰撞猝灭截面。在不同N2、He气体密度下,通过对4P1/2→4S1/2共振荧光与4P3/2→4S1/2转移荧光的时间积分荧光强度进行测量,得到其荧光强度比与N2、He密度成线性关系。从荧光强度比R与(Nv)-1线性关系图中的直线斜率可以得到4P1/2→4P3/2转移截面为(2.77±0.69)×10-15cm2和4P3/2→4P1/2的碰撞转移截面为(1.62±0.41)×10-15cm2,从直线的截距计算出K(4P3/2)与N2、He的碰撞猝灭截面为(0.40±0.12)×10-15cm2和(0.60±0.18)×10-16cm2。     

Nd~(3+):SrY_2O_4粉体的制备、结构与光谱性能研究

为探索新型激光晶体,采用固相法合成了(3 at.%)Nd~(3+):SrY_2O_4多晶,对其结构和发光性质进行了研究.对样品的X射线衍射谱进行Rietveld精修得到了样品的晶胞参数、原子位置等.在353 nm激发下,Nd~(3+):SrY_2O_4在可见波段的最强荧光峰位于419 nm,对应Nd3+的2D15/2→4I9/2跃迁.在824 nm激发下,Nd3+的4F3/2→4I11/2跃迁的荧光谱带宽约为90 nm,最强峰为1083 nm,荧光寿命为281.7μs.宽发射光谱和长的能级寿命表明,Nd~(3+):SrY_2O_4是一种很有希望的新波长激光二极管抽运超短脉冲激光材料.     

上转换纳米粒子CaF2∶E3+,Yb3+的合成及其温敏特性

采用水热合成法制备了CaF2∶Yb3+,Er3+上转换纳米粒子.在980 nm激发下,研究了来源于Er3+的2H11/2/4S3/2→4I15/2跃迁的绿光发射和来源于4F9/2→4I15/2跃迁的红光发射.由于Er3+具有一对热耦合能级(2H11/2/4S3/2),所合成的样品在293～573 K温度范围内有良好的温敏特性.利用荧光强度比(FIR)技术,测得样品在483 K时具有最大灵敏度0.002 85 K-1.     

水热法合成GdInO3:Yb3+/Ho3+荧光粉及其上转换发光性能

采用水热过程与进一步热处理的方法合成了六方相GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)荧光粉。采用X射线粉末衍射(PXRD)对晶体结构和相纯度进行了检测,结构精修结果表明,获得的样品为纯的六方相GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)荧光粉。用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成材料的形貌进行了表征。在980 nm激光激发下,观察到Ho~(3+)离子的539 nm绿光发射(~5S_2/~5F_4→~5I_8)和665 nm红光发射(~5F_5→~5I_8)。此外,还发现通过改变Ho~(3+)浓度得到了从绿光到黄光的可调发光特性。可调发光是由交叉弛豫(~5F_4/~5S_2+~5I_7→~5F_5+~5I_6)过程引起的。GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)是一种很好的上转换材料,可用于照明和显示领域。     

红光激发下掺Ho3+氟化物薄膜的上转换发光

利用激光脉冲沉淀法制备了稀土Ho~(3 )掺杂的氟化物薄膜。观测到处于薄膜中的Ho~(3 )离子在632.8nm红光激发下的上转换发射。这些上转换发射包括:~5S_2→~5I_7,~5F_4→~5I_7和~5S_2→~5I_8。     

荧光粉CaWO4：Eu3+中WO42-与Eu3+间的能量转递

通过高温固相法分别制备了CaWO₄和CaWO₄:1%Eu³⁺ 样品. 测量了样品不同温度(10–300 K)的荧光光谱、荧光衰减曲线和 时间分辨荧光光谱. 样品的荧光光谱表明: 在240 nm紫外光激发下, 两个样品在430 nm处都展现出来源于WO₄^2-的蓝色发射; 样品CaWO₄:Eu³⁺的Eu³⁺(⁵D₀→⁷F_{1, 2, 3,4})的特征发射则归属于WO₄^2-到Eu³⁺ 间的能量传递.由样品室温(300K)荧光衰减曲线发现: 纯CaWO₄的荧光寿命为8.85μs,Eu³⁺掺杂之后WO₄^2-的荧光寿命缩短至6.27μs,这从另一方面证明了WO₄^2-与Eu³⁺间能量传递的存在. 由荧光寿命得到T=300K时, CaWO₄: 1%Eu³⁺中WO₄^2-与Eu³⁺间的能量传递效率(η_ET)为29.2%, 能量传递速率(ω_ET)为4.65×10⁴ s^-1.通过时间分辨荧光光谱, 获得了从WO₄^2-到Eu³⁺之间的能量传递的时间演变过程,当温度由10 K增加到300 K时, 能量传递出现的时间单调变小. 测试了不同温度(10–300 K)对CaWO₄:Eu³⁺的荧光寿命的影响, 发现在10–50K时,Eu³⁺的荧光寿命增加, 但温度超过50K时发生猝灭, 荧光寿命开始下降; WO₄^2-的荧光寿命则是随着温度的升高逐渐缩短. 关键词： 能量传递 红色荧光粉 温度依赖 4：Eu³⁺')" href="#">CaWO₄：Eu³⁺     

银表面等离子体对掺铒铋化物发光玻璃中978和1539nm激光所致上转换发光的增强作用

三价稀土离子上转换发光有着一些很有价值的应用技术:波导上转换及放大和激光、上转换三维立体显示、飞秒光谱应用、激光控温、三维成像与存储、光学温度感应系统、牙科等生物物理应用、上转换荧光防伪、上转换宽带光源、和上转换红外显示片等。因为受到太阳能电池发展需求的促进,上转换研究再度呈现出澎湃的研究热潮。目前,利用金属表面等离子体共振的近场增强效应能够有效增强其表面附近的荧光物质的发光的特性,有可能较大幅度的提高上转换发光的强度,从而有可能进一步把上转换发光推向实用。利用离子引入法,在铋化物的发光玻璃中引入银颗粒。研究结果表明银表面等离激元的表面等离子体共振吸收峰位于580～600 nm;而且,加热时间的延长导致了表面等离子体共振吸收峰的剧烈增强和稍微蓝移。978 nm半导体激光能够导致531.0, 546.0和657.5 nm的三组Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2),~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的双光子上转换荧光, 978 nm激光激发掺铒铋化物发光玻璃的上转换发光的机理是第一步的~4I_(15/2)→~4I_(11/2)共振基态吸收和随后的第二步的~4I_(11/2)→~4F_(7/2)的共振激发态吸收;纳米银的表面等离激元的引入促成铋化物发光玻璃中铒离子的978 nm激光激发的上转换发光最大增强了272.0%倍。1 539 nm半导体激光能够导致波长为528.0, 547.0, 657.0和795.0 nm的四组Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2),~4F_(9/2)→~4I_(15/2)和~4I_(9/2)→~4I_(15/2)的上转换荧光; 1539 nm激光导致的528.0 nm ~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和547.0 nm ~4S_(3/2)→~4I_(15/2)上转换荧光的机理主要是1 539 nm激光的~4I_(15/2)→~4I_(13/2),~4I_(13/2)→~4I_(9/2)和~4I_(9/2)→~2H_(11/2)的三步光激发吸收跃迁过程, 1 539 nm激光导致的657.0 nm ~4F_(9/2)→~4I_(15/2)上转换荧光的机理主要是1 539 nm激光的~4I_(15/2)→~4I_(13/2),~4I_(13/2)→~4I_(9/2)和~4I_(11/2)→~4F_(9/2)的三步光激发吸收跃迁过程;纳米银的表面等离激元的引入导致了铋化物发光玻璃中铒离子的1 539 nm激光激发的上转换发光最大增强160.3%倍。显然,靠近银表面等离激元共振吸收峰的978 nm激光上转换的增强效果比1 539 nm激光的要好。     

Cs-惰性气体中新的激光诱导荧光辐射·(a~3∏_u-x’∑_g),(A’∑_u-x’∑_g)

在艳惰性气体中,当用Ar~+-激光泵浦时,我们观察到Cs_2分子新的激光诱导荧光辐射。(a~3Ⅱ_u→X＇∑_g),(A＇∑_u-x＇∑_g)、     

Nd3+:LaCl3中的上转换发光研究

当用582.6nm的黄色激激发Nd^3+:LaCl的^2G7/2+^4G5/2能级时,观察到了^4D3/2和^2G9/2能级的兰光和紫外发射。研究表明,^2D3/2上转换的机理是能量传递和激发态吸收而^2G9/2则是由于^4G5/2+^G5/2→^2G9/2+^F7/2交叉驰豫过程。通过对12K下^4D3/2→^4I11/2荧光衰减曲线的分析, 得到 能量传递几率为wt1=1468s^-1。测量和讨论了Nd^3+:LaCl3和NdCl3主要发光能级室温和12K下的寿命。     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂氧氟硼硅酸盐微晶玻璃绿色上转换发光的温度特性

采用高温熔融法和热处理工艺制备得到透明的Er3+/Yb3+共掺杂氧氟微晶玻璃。XRD结果证实析出的纳米晶相为Ba YF5。在980 nm激发下,观察到强的绿光发射,源于Er3+的2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁的上转换发光。根据荧光强度比(FIR)的方法研究了微晶玻璃上转换荧光的温度传感特性,其最大灵敏度在523 K时为0.003 4 K-1,表明Er3+/Yb3+共掺氧氟硼硅酸盐微晶玻璃上转换发光在高精度温度传感器方面具有一定的应用前景。     

Sc_2(WO_4)_3∶Er~(3+)/Yb~(3+)的上转换发光及其温度传感特性

通过高温固相法制备出一系列新型上转换材料Sc_2(WO_4)_3∶Er~(3+)/Yb~(3+)。在980 nm激光激发下,Sc_2(WO_4)_3∶Er~(3+)/Yb~(3+)样品发出肉眼可见的强绿光。利用荧光光度计测得样品的发光光谱,在500～600 nm之间有强绿光发射,分别归因于Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁发射。在650～700 nm位置处,有对应于Er~(3+)离子~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁的较弱的红光发射。随着掺杂浓度的变化,样品的红绿分支比发生变化。当样品掺杂Er~(3+)浓度为0.05%、Yb~(3+)浓度等于0.1%时,样品发射的绿光强度是红光强度的27倍。另外,利用荧光强度比方法研究了Er~(3+)的两个热耦合能级在303～573 K范围内的发光温度特性。393 K时,样品的灵敏度达到最大为0.006 8 K~(-1)。对比于其他荧光粉材料,Sc_2(WO_4)_3∶Er~(3+)/Yb~(3+)的灵敏度处于较高水平,在实际测温中具有更好的应用前景。     

γ-Ca_2SiO_4∶Ce~(3+),Al~(3+)荧光粉的合成与发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列γ-Ca_2SiO_4∶x Ce~(3+),y Al~(3+)黄色荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度仪、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明,1 200~1 300℃温度下生成β-Ca_2SiO_4,在1 350~1 500℃下生成γ-Ca2SiO_4,Al~(3+)和Ce~(3+)的掺入未改变Ca2SiO_4的结构。在1 450℃下合成的γ-Ca_2SiO_4∶0.5%Ce~(3+),4%Al~(3+)样品的相对发光强度最强。在450 nm激发下,在565 nm处存在一个宽带发射峰,主要源于Ce~(3+)的5d→2F7/2和5d→2F5/2跃迁。荧光粉受热影响较大,在450 nm激发下,样品在475 K时的发光强度降为室温的63%。监控波长为565 nm时,Ce~(3+)的衰减曲线符合单指数衰减规律,荧光寿命为104.2 ns,与其跃迁类型和离子价态基本相符。     

Na(3P)+Na(3P)→Na(4F)+Na(3S)碰撞激发能量转移截面

利用激光(调离NaD_2线±20GHz)激发钠蒸汽,测量Na(3P)+Na(3P)→Na(4F)+Na(3S)的碰撞激发转移截面。因4F→3D的荧光位于红外(1.84μm),故检测3~2D_(3/2)→3~2P_(1/2)(818.3nm)和3~2D→3~2P_(3/2)(819.5nm)级联荧光信号。通过测量激光频率的Rayleigh散射光,直接D_2线荧光和敏化D_1线荧光分布,确定了钠原子密度,定出了有效辐射俘获衰变率Γ_(D_1)~e,Γ_(D_2)~e。结合激光功率吸收率的测量得到了Na(3P)的密度,从而给出转移截面σ(4F)=37A~2(±33％)。与其他作者的实验结果和理论值作了比较,进行了讨论。     

Ho3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃陶瓷的上转换发光特性

以52SiO_2-8Na_2CO_3-16Al_2O_3-33NaF-3LuF_3-0.15Yb_2O_3-0.03Ho_2O_3的配比方式,在1 500℃的温度下通过高温熔融法制备了Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的氟氧化物玻璃样品和玻璃陶瓷样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品的光谱特性。根据吸收谱计算得到的谱线强度参数Ω_λ(λ=2,4,6),从而计算出理论振子强度和实验振子强度,二者的均方根差为δ_(rms)=8.23×10~(-7)。计算了Ho~(3+)的各个能级跃迁的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命参数。结果表明:(1)~5I_7级寿命较长,为0.28 ms,适合作为上转换中间能级;(2)~5I_6→~5I_8能级的跃迁分支比为90.90%,可用于产生1 167 nm的激光。在980 nm红外激光的激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的玻璃陶瓷具有强绿色(550 nm)上转换荧光和较强红色(650 nm)上转换荧光,绿光和红光分别对应~5S_2,~5F_4→~5I_8和~5F_5→~5I_8的能级跃迁。根据上转换发射功率与980 nm LD激光器功率的关系估算出跃迁过程吸收光子数目分别为2.16和2.18,由此确定出该跃迁过程为双光子吸收过程。结果表明,玻璃陶瓷在绿色上转换发光材料中具有潜在的应用价值。     

LiCaBO_3:Sm~(3+)材料的发光特性(英文)

以CaCO3(99.9%)、Li2CO3(99.9%)、Na2CO3(99.9%)K2CO3(99.9%)、H3BO3(99.9%)、Sm2O3(99.9%)为原料,按所设计的化学计量比称取以上原料,在玛瑙研钵中混合均匀并充分研磨,装入刚玉坩埚,采用固相法制备LiCaBO3:Sm3+材料;通过美国XRD6000型X射线衍射仪和日本岛津RF-540荧光分光光度计对材料的性能进行表征,所有测量均在室温条件下进行。LiCaBO3:Sm3+材料的发射光谱由三个橙红色发射峰组成,主峰位于561,602,651nm,分别对应Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2跃迁;监测602nm发射峰,得到其激发光谱由320～420nm的宽激发带组成。由激发和发射光谱看出,LiCaBO3:Sm3+能够有效地被紫外LED芯片激发,发射红色光。研究了Sm3+浓度(x)对LiCa1-xBO3:xSm3+材料发射强度的影响,结果表明:随Sm3+浓度的增大,发射强度先增强后减弱,Sm3+掺杂摩尔分数为3%时,发射强度最大,依据Dexter理论,计算得出其浓度猝灭机理为电偶极-偶极相互作用。掺入电荷补偿剂Li+、Na+和K+均提高了LiCaBO3:Sm3+材料的发射强度。     

掺铥钨酸盐晶体的光谱研究

采用丘克拉斯基法生长出Tm3+:BaWO4单晶,并在室温下测量了掺铥钨酸钡晶体的吸收光谱。Tm3+:BaWO4晶体在268nm和362nm光源激发下,可以分别观测到位于477.2 nm(1G4→3H6)和455.5nm(1D2→3F4)的可见荧光。本文还报道了在Nd:YAG激光器产生波长1.06μm强脉冲激光激发ZnWO4:Tm3+单晶时,测得Tm3+离子1G4至3H6跃迁的波长在484 nm范围的蓝色上转换荧光光谱。