Er:ZBLAN玻璃的一光束上转换立体显示的初步研究

本文研究了一光束上转换三维立体显示 ,所用材料为Er:ZBLAN氟化物玻璃 ;利用 96 6nm的连续波半导体激光研究了一光束上转换三维立体显示的尺寸效应 ,且得到了它的上转换发光谱 ;尤其是发现了基于 15 2 0nm的半导体激光激发的多光子上转换一光束三维立体显示的性能有大幅度提高 ,这在国际上还未见报道。     

基于ZBLANⅩⅣPr,Yb频率上转换发光的三维立体显示

本文对利用ZBLANⅩⅣPr,Yb频率上转换发光的三维立体显示做了研究,探讨了其中的一些物理问题.在实验中,我们利用Yb³⁺离子敏化的方法提高Pr³⁺的上转换发光效率;通过降低能引起单频上转换发光的激光强度来提高寻址点和非寻址点在显示过程中的对比度.     

基于扫描振镜及数字微镜显示器控制的静态体三维显示系统

本文介绍了一种波长宽、响应快的静态体三维显示系统,包括显示介质、控制系统及激光系统三部分。实验中,选取具有双频上转换效应的NaYF4∶Er@NaGdF4∶Yb@NaYF4∶Er纳米晶溶液作为显示介质。控制系统选用1024×768的数字微镜显示器（DMD）及扫描振镜对红外激光进行投影,使用成像光学软件将立体图像的二维切片转换为DMD/扫描振镜的控制信号。激光系统选用1550 nm和850 nm的红外激光,用适当的光学元件调整光束和光路。最终在纳米晶的环己烷溶液中（1 mmol/mL）以30×1024×768的分辨率实现了绿色（532 nm）三维图像体的快速扫描,图像无闪烁、深度线索自然、可360°观看。该显示系统对材料性能要求不高,搭建方便,显示效果明显,为上转换材料在三维显示领域的初步研究及大尺寸体三维显示技术的探究提供了参考。     

稀土离子的上转换发光及研究进展

稀土离子的上转换发光由于其在短波长激光器方面的潜在应用而受到了广泛的重视，本文总结了稀土离子中常见的几种不同的发光机制，分析了几种常见稀土离子在不同的泵浦方式下的发光方式，讨论了稀土离子上转换发光对基质成分的依赖性及其研究进展，并对稀土离子上转换发光的研究及应用进行了展望。     

(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     

稀土离子的上转换发光及研究进展

稀土离子的上转换发光由于其在短波长激光器方面的潜在应用而受到了广泛的重视,本文总结了稀土离子中常见的几种不同的发光机制,分析了几种常见稀土离子在不同的泵浦方式下的发光方式,讨论了稀土离子上转换发光对基质成分的依赖性及其研究进展,并对稀土离子上转换发光的研究及应用进行了展望。     

1 520 nm激光激发的Er(0.5):FOG材料的上转换发光与立体显示研究

立体显示为现代重要的科学前沿。上转换三维立体显示为一种新颖的自体视三维立体显示,在1996年被评为十大科技创新成就之一,现正向应用快速发展。研究了1 520 nm半导体激光激发的Er(0.5):FOG材料的上转换发光,发现了(407.43, 411.20 nm), (522.51m, 528.57 nm), (540.53m, 543.70,549.00 nm), (654.75m, 665.50 nm), 和802.10m nm的上转换发光(m代表主峰),依次为(2G4F2H)_9/2→4I_15/2, 4H_11/2→4I_15/2, 4S_3/2→4I_15/2, 4F_9/2→4I_15/2和4I_9/2→4I_15/2的跃迁。值得注意的是上转换发光强度随激光功率变化的双对数曲线的斜率有各种各样的值。通过详细研究发现(407.43, 411.20 nm)的(2G4F2H)_9/2→4I_15/2上转换发光是四光子荧光;(522.51m, 528.57 nm)的2H_11/2→4I_15/2,(540.53m, 543.70,549.00 nm)的4S_3/2→4I_15/2和(654.75m, 665.50 nm)的4F_9/2→4I_15/2的上转换发光为三光子荧光;而802.10m nm的4I_9/2→4I_15/2上转换发光为双光子荧光。很明显从基态4I_15/2到第一激发态的吸收很大,因为它的振子强度f和与1 520 nm激光的匹配都很好,随后的起源于第一激发态的能量传递和相继吸收都很易于发生,这导致了1 520 nm激光激发下的Er(0.5): FOG材料的丰富和有意义的上转换发光现象。     

980nm激发下Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂ZrO_2-ZnO粉末的上转换发光特性

通过固相反应法制备了Ho3+/Yb3+共掺杂ZrO2-ZnO粉末样品,重点报道了Ho3+/Yb3+共掺杂ZrO2-ZnO粉末样品在980nm激发下的上转换发光现象。在常温下测试得到的发射光谱显示3个发射峰,中心波长依次为540,671和762nm,分别对应Ho3+的5S2/5F4→5I8,5F5→5I8,5S2/5F4→5I7或5I4→5I8跃迁过程。稀土离子的掺杂浓度明显影响样品的上转换发光特性,当Ho3+浓度确定的情况下,随着Yb3+含量增大,红光强度和绿光强度先减小后增大,近红外光却先增大后减小,而绿光强度与红光强度的比值一直减小。当Yb2O3含量为4.7mol%时,随着Ho3+含量增大,各波段荧光强度均减小,而绿光强度与红光强度的比值基本不变。双对数曲线显示3个波长的上转换发光的发射过程均为双光子过程,对样品的上转换发光机制做了详细的说明。XRD显示样品的均匀性良好。     

上转换发光的有效增强机制--上转换敏化

频率上转换研究在近十年有了突飞猛进的发展,它有着非常好的应用前景。也仍然面临着进一步提高上转换效率的任务。由于Yb^3 能级结构的特殊性,它的引入既可以通过能量转换传递使共掺稀土离子上转换发光有较大增强,又可能不引起较明显的荧光猝灭。因而研究Yb^3 作为敏化中心的上转换敏化是有重要意义的,而把提高上转换效率与提高材料的物化性能结合起来更是上转换研究的应用的当务之急。本文综述了上转换敏化的提出和发展,介绍了在该领域取得的成果,特别是间接上转换敏化的成果。     

稀土离子在KMnF3纳米晶复合玻璃中的微观分布机理

具有单(纯)色上转换荧光发射特性的发光材料,有望在三维显示、照明、生物成像、促进植物生长以及提高太阳能电池光电转换效率等领域得到应用,受到研究人员的广泛关注.本研究通过玻璃热处理析晶的方法,在稀土离子Yb³⁺/Er³⁺共掺的氟硅酸盐玻璃中原位生长出了钙钛矿型的KMn F₃氟化物纳米晶体,并观测到了显著增强的高单色性上转换红色发光.采用具有高分辨率的透射电子显微测试分析技术和第一性原理计算相结合,研究了稀土离子在KMn F₃纳米晶复合微晶玻璃中的掺杂机制,并讨论了稀土离子微观分布和能量传递效应对其上转换发光性能的影响.实验结果表明:稀土离子将通过优先取代KMn F₃晶体中K~+格位的方式选择性富集在具有低声子能量的氟化物纳米晶体中,并由此获得显著增强的上转换发光强度.     

YPO4∶Ho3+,Yb3+,Tm3+微纳米管的合成及上转换白光发射

水热法合成了均匀管状Tm3+,Ho3+和Yb3+三掺的YPO4微纳米管,在波长为980nm的近红外光激发下能够发射出红绿蓝三条可见光谱带以及中心波长位于795nm的近红外发射带,从而实现上转换白光发射。通过TEM,XRD和荧光光谱等表征手段对合成的Tm3+,Ho3+和Yb3+三掺YPO4微纳米管进行了结构和性能分析,结果表明,合成的YPO4微纳米管为纯净六方相,水热反应温度对荧光材料的发射光谱有较明显的影响,然而对材料物相的影响却不大。在相同反应温度下,随着掺杂稀土离子浓度的升高,相应发射峰的强度并不是单调的增强,而是由于浓度猝灭和交叉弛豫等因素呈现非单调性的变化。探讨了可能的上转换发射机制。这种上转换发射强度可调控荧光材料在三维固体显示、上转换荧光照明以及荧光探测等领域有潜在的应用。     

利用共价键镶嵌上转换纳米晶制备发光NaYF_4-PMMA纳米复合聚合物

在NaYF_4纳米晶表面修饰不饱和基团,与甲基丙烯酸甲酯单体共聚,制备了NaYF_4-PMMA发光纳米复合聚合物。采用共价键将纳米晶镶嵌在聚合物基质中,可实现纳米粒子均匀、稳定、高浓度的掺杂。所使用的纳米发光材料为NaYF_4∶20%Yb,2%Er和NaYF_4∶20%Yb,1.5%Tm。NaYF_4∶20%Yb,2%Er纳米晶的尺寸为9~14 nm,NaYF_4∶20%Yb,1.5%Tm纳米晶的尺寸为11~15 nm。在980 nm红外光的激发下,NaYF_4∶20%Yb,2%Er-PMMA发出明亮的黄光,NaYF_4∶20%Yb,1.5%Tm-PMMA发出明亮的蓝光,分别与其对应的发光纳米晶的发射光谱完全一致。实验结果表明:NaYF_4-PMMA材料透明性良好,稳定性高,上转换发光强度大。这种上转换发光纳米复合聚合物在显示领域,特别是在真三维显示方面具有潜在的应用前景。     

上转换发光量子点

光子上转换是一种重要的非线性反斯托克斯发光现象,在激光、显示、光伏、信息安全以及生物成像与诊疗等领域具有应用前景.与研究较多的有机分子三重态-三重态湮灭和稀土掺杂纳米颗粒上转换发光材料相比,上转换量子点可以在宽光谱激发范围内实现上转换发光,具有频谱吸收宽、发光效率高、近红外可吸收、能带可调、尺寸小以及稳定性高等特点,引...     

显示量化误差对色域转换的影响

彩色显示的研究或设计人员经常面对不同显示系统之间的色域转换,由于多种因素的影响,转换后的色域往往存在着偏差。阐述了不同色域之间转换的基本原理和量化形式确定情况下的具体转换方式;同时在色域的三维模型上对转换误差进行了分析,并在这种偏差分析的基础上,详细论述了量化误差给色域变换带来的影响。其中结论可以用来评估色域转换的质量;同时,针对于确定的显示基色参数,是否能正确获得转换的颜色,以及这种相互关系可以由确立的三维模型更清楚地表现出来。     

高掺杂Nd∶KGW激光晶体的上转换发光

在808nm光纤耦合输出的LD激励下,Nd∶KGW辐射出很强的橙黄光,测量了上转换荧光谱,其峰值出现在657,631,610,596,540nm处。分析了其产生的可能跃迁过程,讨论了上转换过程对Nd离子红外激光振荡的影响和上转换激光应用的可行性,并与Nd∶YLF的上转换光谱进行对比研究。研究表明,对高掺杂Nd∶KGW晶体在高功率抽运下会发生光子雪崩过程,Nd离子在两种材料中均出现黄绿波段的上转换荧光,其上转换激光较难实现。     

激发功率、退火温度及Tm3+浓度对Tm3+/Er3+/Yb3+三掺YF3粉末上转换发光性质的影响

用水热法合成了Tm³⁺/Er³⁺/Yb³⁺三掺杂YF₃上转换发光粉末,并对其进行了结构和形貌表征.对上转换发射谱的研究表明,在相对低激发功率下,可以观察到比较明亮的近白色发光,且随着激发功率的增大,上转换发射强度迅速增大并达到饱和状态,继续增大激发功率,出现发光猝灭现象.退火温度对上转换发射强度的影响表明,随着退火温度的升高,Tm³⁺,Er³⁺的所有特征发射峰均相对增强.上转换发射谱随Tm³⁺浓度变化关系表明,在相对低Tm³⁺掺杂浓度下,Tm³⁺-Er³⁺相互作用占优势,Tm³⁺把能量传递给Er³⁺,Er³⁺发射相对增强;在相对高掺杂浓度下,Tm³⁺-Tm³⁺之间交叉弛豫过程占优势,Er³⁺发射相对减弱.从实验结果看出,该粉末的上转换发光非常丰富,从紫外到红外均有发射,是一种潜在的白色上转换发光及三维固体显示材料.     

LiYF4:Nd3+中脉冲光泵浦的上转换蓝光

本文报道利用578.4nm的脉冲光泵浦,在室温和77K下,观察到LiYF4:Nd3+单晶中的上转换蓝光。由发光强度与泵浦光强度平方的直线关系,确定此上转换过程是双光子过程.通过对吸收谱和激发谱以及衰减曲线的研究,确定其上转换激发机制为两步激发和能量传递上转换。     

碱金属离子对稀土掺杂氟化物上转换荧光的影响

提高稀土掺杂材料的上转换荧光效率具有重大的应用价值。本文通过水热法合成了不同种类的碱金属离子掺杂氟化物上转换荧光材料,通过对比样品上转换荧光特性研究其中碱金属离子的作用。发现锂离子能够明显改善稀土掺杂NaYF_4的上转换荧光强度,并在稀土掺杂LiYF_4中实现了比常用的NaYF_4中强近7倍的上转换荧光发射。此外,在具有较高上转换效率的LiYF_4基质中通过浓度优化,合成了具有高效白光上转换发射的荧光粉,其CIE坐标值为(0.32,0.36)。本项工作将对高效稀土掺杂上转换材料及照明器件的构建提供一定的参考。     

溶剂热法合成水溶性B-PEI/NaYF4∶Yb3+,Er3+ 上转换发光纳米粒子

以枝状聚乙烯亚胺(Branched polyethylenimine,B-PEI)为表面活性剂,水和二乙二醇作为溶剂,采用溶剂热法合成出尺寸为45 nm左右的水溶性B-PEI/NaYF₄∶Yb³⁺, Er³⁺纳米粒子。在室温980 nm光激发下,样品显示出较强的上转换发光。样品表面的B-PEI分子中的氨基可以连接生物分子。细胞毒性实验显示样品具有较低的细胞毒性。以上结果可以为上转换发光纳米粒子在生物医学领域的应用提供有益的参考。     

上转换无机荧光材料表面的氨基修饰

采用液相包覆沉积法对上转换无机荧光材料表面进行氨基修饰。在一定温度和催化剂作用下,用异丙醇作溶剂,3-氨丙基三乙氧基硅烷作为修饰剂对上转换无机荧光材料进行表面修饰。红外光谱证明了氨基的存在,热分析表明修饰氨基前后材料有不同的热失重过程,扫描电镜显示修饰氨基前后材料表面形貌的不同,沉降实验说明修饰氨基后的上转换无机荧光材料在水溶液中的分散性和稳定性都得到了提高。荧光测试发现修饰氨基前后材料发射的发光性质没有很大差异。实验表明在上转换无机荧光材料表面成功地进行了氨基修饰。