掺Tm3+有机-无机复合材料的合成及光谱参数计算

以正硅酸乙酯与γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷为前驱体,应用溶胶-凝胶技术,合成了Tm3+离子掺杂的有机-无机复合材料。从吸收光谱特性出发,应用Judd-Ofelt理论,计算得到了Tm3+离子的J-O强度参量(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+离子各激发能级的自发辐射跃迁概率、荧光分支比及辐射寿命等光谱参量。根据McCumber理论计算了Tm3+离子能级3H6←→3F4(1.8μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面,同时,根据所获得的吸收截面、发射截面以及掺杂离子浓度等参数获得了Tm3+离子在凝胶玻璃中的增益截面函数。与其它玻璃掺杂基质比较可知,Tm3+掺杂的有机改良硅酸盐玻璃在～1.8μm和～2.0μm波段的中红外激光中有潜在的应用前景。     

Growth and optical properties of Cr~（3＋）-doped CdWO_4 single crystals

A high-quality Cr 3+:CdWO4 single crystal at a size of approximatelyΦ25×80 mm is grown using the Bridgman method with CdO,WO3,and Cr2O3 as raw materials and their molar ratio of 100:100:0.5.The temperature gradient of solid-liquid interface at growth is approximately 50?C/cm and the growth rate is 0.05 mm/h.The X-ray diffraction(XRD),absorption,excitation,and emission spectra of different parts of the as-grown and O2-annealed crystals are investigated.Two strong broad optical absorption bands of about 472 and 708 nm are observed,and they are associated with the transitions 4 A2→ 4 T1 and 4 A2→ 4 T2.The weak 4 T2→ 2 E transition(the R-line)at 632 nm is also observed.The crystal-field parameter Dq and the Racah parameters B and C are estimated to be 1 412.4,776.8,and 3 427.6 cm? 1,respectively,according to the absorption spectra and crystal-splitting theory.A broadband fluorescence at about 1 000 nm due to 4 T2→ 4 A2 transition is produced by exciting the samples at 675 nm.After being annealed in an O2 atmosphere,the crystals become more transparent,while the effective light absorption of Cr 3+ ions is evidently enhanced and the emission intensity is also strengthened due to the reduction of oxygen vacancies in the CdWO4 crystal after annealing.     

超高密度磁光存储及其介质研究进展

短波长（蓝光）磁光存储，磁光超分辨近场结构光存储（Super-RENS)、混合记录技术是近年来发展起来的超大容量磁光存储技术，文章介绍了这些技术用于超高密度磁光存储的原理，并对其研究现状及发展前景作了全面综述。     

Nd3+掺杂B2O3-Nb2O5-BaO-La2O3玻璃光谱性质的研究

 用高温熔融法制备了Nd³⁺(物质的量分数2％）掺杂40B₂O₃-(15-χ)Nb₂O₅-45BaO-χLa₂O₃玻璃，测量了样品的吸收光谱、发射光谱和差热分析（DTA）曲线。根据Nd3+光学跃起矩阵的特点，应用Judd-Ofelt理论，从吸收光谱获得了Nd³⁺光学跃起的强度参数。并计算了Nd³⁺离子的自发辐射跃迁几率、总自发辐射几率、荧光分支比、辐射能级寿命和受激发射截面。结果表明：该体系玻璃中，随着Nb₂O₅ 含量的增加和La₂O₃₂增大，说明材料的对称性降低；而Ω₆减小，说明Nd-O键的共价性和键强增强；受激发射截面减小。DTA实验表明，随着Nb₂O₅含量的增加，材料的热稳定性提高。     

Eu3+掺杂Bi2O3-TeO2-B2O3-ZnO玻璃光谱性质

测量了Eu3+（1 mol%）掺杂(60-χ)Bi2O3-χ TeO2-30B2O3-10ZnO（χ＝5,10,20,30，摩尔百分比）玻璃的吸收光谱、发射光谱、激发光谱以及声子边带谱.根据稀土离子Eu3+光学跃起矩阵元的特点，从发射光谱获得了Eu3+光学跃起的J-O参数Ω2与Ω4.结果显示,强度参量Ω2随着Bi2O3量的增加与TeO2量的减少而减小，表明材料的对称性提高， Eu-O键强减弱，共价性减弱.随着Bi2O3量的增加，电－声子偶合减弱,材料的热稳定性大幅度提高.     

Dy~(3+)-Tb~(3+)掺杂氟氧碲酸盐玻璃的光谱性能研究

实验采用高温熔融法制备了一系列Dy3+离子、Tb3+离子单掺或共掺氟氧碲酸盐玻璃样品.测试了不同摩尔含量的Dy3+离子和Tb3+离子的氟氧碲酸盐玻璃样品的密度,分析了紫外-可见透射光谱、激发光谱、发射光谱、发光衰减曲线,研究了不同摩尔含量的Dy3+离子和Tb3+离子的氟氧碲酸盐玻璃样品光谱性能及Dy3+离子到Tb3+离子能量传递机理.结果表明:Dy3+离子、Tb3+离子单掺或共掺氟氧碲酸盐玻璃样品的密度均大于5g·cm-3,最大可达6.09g·cm-3;Dy3+离子可以敏化Tb3+离子,促进其发光,但当Dy3+离子超过一定浓度后,会发生离子间浓度猝灭效应,Tb3+离子的发光反而降低.试验测得,Dy3+离子的最佳掺杂浓度为1.0mol%,此时,Tb3+离子掺杂浓度为6.0mol%,Tb3+离子发光效果最强.依据Dexter能量传输理论,并对Dy3+离子和Tb3+离子的能级图及能级间的跃迁进行分析,可知Dy3+离子和Tb3+离子间的能量传递方式为非辐射共振传递.     

掺Er~(3+)的氟氧化物微晶玻璃上转换及近红外光谱性质

研究了组份为46SiO2-46PbF2-5Al2O3-3ZnF2(mol%),外掺4ErF3(mol%)的氟氧化物玻璃样品在微晶化前后的性能。根据样品的DTA曲线分析了其热稳定性,测试了微晶化前后Er3+的吸收光谱、上转换及近红外荧光光谱,根据样品的XRD图谱对比得到了其微晶相PbF2。结合能级图和荧光光谱分析了微晶化对光谱性质的影响。研究表明,微晶化后上转换荧光强度得到了极大的提高,特别对667nm的红光,其作用更为明显,微晶化对1.5μm荧光的有效半高宽几乎没有影响,但却极大地削减了峰值发射截面,显著地减小了Δλeff×eδ。     

助熔剂坩埚下降法生长近化学计量比Co:LiNbO3晶体

以K2O为助熔剂,在较大的温度梯度(90～100℃/cm)条件下进行引种和晶体生长,应用坩埚下降法成功地生长出了初始CO2+掺杂浓度为0.5mol;的近化学计量比的铌酸锂晶体.测定了该晶体的红外光谱与吸收光谱,与同成份的LiNbO3晶体相比,其紫外吸收边向短波方向移动,OH-红外吸收峰的位置发生变化.观测到520,549,612nm三个分裂的尖吸收峰以及1400nm左右为发光中心的吸收带.从吸收特性可以判断,Co离子在铌酸锂晶体中呈现+2价.比较上部与下部晶体的吸收强度,可以推测出沿着晶体生长方向Co2+离子浓度逐渐降低,Co2+离子在晶体中有效的分凝系数大于1.     

Optimum fluorescence emission around 1.8 μm for LiYF4 single crystals of various Tm3＋-doping concentrations

In this paper, optical spectra of LiYF4 single crystals doped with Tm3＋ ions of various concentrations are reported. The emission intensity at 1.8 ktm first increases with increasing Tm3＋ concentration, and reaches a maximum value when the concentration of Tm3＋ is about 1.28 mol%, then it decreases rapidly as the concentration of Tm3＋ further increases to 3.49 mol%. The emission lifetime at 1.8 p.m also shows a similar tendency to the emission intensity. The maximum lifetime of 1.8 μm is measured to be 17.68 ms for the sample doped with Tm3＋ of 1.28 mol%. The emission cross section of 3F4 level is calculated. The maximum reaches 3.76 × 10 -21 cm2 at 1909 nm. The cross relaxation （3H6, 3H4 →3 F4, 3F4） between Tm3＋ ions and the concentration quenching effect are mainly attributed to the change of emission with Tm3＋ concentration. The largest quantum efficiency between Tm3＋ ions is estimated to be ,-147% from the measured lifetime and calculated radiative lifetime. All the results suggest that the Tm3＋/LiYF4 single crystal may have potential applications in 2 μm mid-infrared lasers.     

Tm3+与Ho3+单掺杂锗酸盐玻璃的增益特性

制备了掺杂浓度分别为2．0mol％的Tm^3＋与Ho^3＋单掺的两种锗酸盐玻璃。根据McCumber理论计算了Tm^3＋离子能级^3H6←→^3F4（1．8μm）跃迁和Ho^3＋离子能级^5I8←→^5I7（2．0μm）跃迁的吸收截面和受激发射截面。同时,根据所获得的吸收截面、发射截面以及掺杂离子的浓度分别获得了Tm^3＋离子和Ho^3＋离子在两种不同锗酸盐玻璃基质中的增益截面函数,从该函数可反映出材料的粒子数反转特性。对于Tm^3＋离子掺杂的锗酸盐玻璃,其吸收截面、发射截面和增益截面的最大值大于在氟锆酸盐、氟化物和氟氧化物玻璃中;对于Ho^3＋掺杂的锗酸盐玻璃,其吸收截面、发射截面和增益截面的最大值也大于在氟锆铝酸盐玻璃。因此,Tm^3＋和Ho^3＋掺杂的两种锗酸盐玻璃在～1．8和～2．0μm波段的中红外激光器中将有潜在的应用前景。