应用于白光显示的Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换发光特性研究

用高温熔融法制备了Tm³⁺/Ho³⁺/Yb³⁺共掺碲酸盐玻璃(TeO₂-ZnO-La₂O₃)样品,测试了玻璃样品的吸收光谱和上转换发光光谱,分析了上转换发光机理.结果发现:在975 nm波长激光二极管(LD)激励下,制备的碲酸盐玻璃样品可以观察到强烈的红光(662 nm)、绿光(546 nm)和蓝光(480 nm)三基色上转换发光,红光对应于Tm³⁺离子 关键词： 碲酸盐玻璃 上转换发光 白光 3+/Ho³⁺/Yb³⁺共掺')" href="#">Tm³⁺/Ho³⁺/Yb³⁺共掺     

掺Er3+卤碲酸盐玻璃上转换能级寿命和发光性能研究

对不同激发条件下Er3+离子在卤碲酸盐玻璃中的上转换能级寿命进行了测试.上转换激发时，由于Er3+离子间以及Er3+不同能级间能量转移的影响，使得其寿命远大于直接激发条件下的值.比较了碲酸盐玻璃和卤碲酸盐玻璃中Er3+离子的上转换发光 强度，卤化物离子引入后引起发光强度的明显增加.探讨了Er3+离子在卤碲酸盐玻璃 中的发光机制及上转换发光强度对抽运功率的依赖性. 关键词： 卤氧玻璃 上转换发光 激发条件     

Er3+离子掺杂钡镓锗玻璃上转换发光机理研究

研究了Er³⁺离子掺杂钡镓锗玻璃的吸收光谱、拉曼光谱和上转换光谱.分析了Er³⁺离子在钡镓锗玻璃中的上转换发光机理.结果表明：玻璃的最大声子能量为828cm^-1，紫外截止波长为275nm.采用800nm和980nmLD激发玻璃样品，在室温下观察到强烈的上转换绿光和红光发射.随着Er³⁺离子浓度的增加，绿光发光强度先增加后减小，而红光发光强度呈单调递增趋势.能量分析表明：800nmLD激发产生的绿光主要源于Er³⁺离子4I_13/2能级的激发态吸收过程；红光发射主要源于Er³⁺离子4I_13/2能级与4I_11/2能级之间的能量转移过程.980nmLD激发产生的绿光主要源于Er³⁺离子4I_11/2能级之间的能量转移过程；而红光发射主要源于Er³⁺离子4I_13/2能级与4I_11/2能级之间的能量转移过程和4I_13/2能级的激发态吸收过程.通过量子效率分析，发现采用800nmLD激发Er³⁺离子掺杂浓度为1mol% 的样品时，上转换绿光发光效率最高. 关键词： 上转换发光机理 3+离子掺杂')" href="#">Er³⁺离子掺杂 钡镓锗玻璃     

氟化物对Er3+/Yb3+共掺的碲酸盐玻璃上转换和红外发光性能的影响

Er³⁺/Yb³⁺ 共掺的碲酸盐玻璃由于其良好的上转换发光性能而得到广泛的研究。本文将氟化物引入碲酸盐玻璃中,通过熔融法制备了量比为70TeO₂-（30-x）ZnO-xZnF₂-0.15Er₂O₃-1.5Yb₂O₃（x=0,5,10,15,20）的碲酸盐氧氟玻璃样品,并测试其热稳定性、拉曼光谱以及受激发射光谱。实验结果表明,随着氟化物含量的提高,Er³⁺离子的410,555,670 nm上转换发光和2~3 μm波段中红外发光得到增强,并且红光提高强度比绿光和蓝光更明显。在分析了氟离子引入后对上转换与近中红外波段发光的内在影响机制发现：碲酸盐玻璃系统中的氟化物一方面促进能量传递过程中Er³⁺离子的双光子吸收,促进粒子跃迁至相应的高能级;另一方面,引入氟化物后的碲酸盐玻璃的最大能量声子态密度下降也是降低无辐射跃迁概率、提高上转换和中红外发射强度的重要原因。     

Er,Yb:YAG微晶玻璃发光特性的研究

高温熔制Er³⁺，Yb³⁺离子掺杂CaO-Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂系统玻璃，并进行微晶化处理，研究了微晶玻璃中Er³⁺离子的发光及上转换发光特性，分析了微晶玻璃上转换发光机理.结果表明：原始玻璃经热处理得到了Er,Yb:YAG微晶玻璃，微晶玻璃中Er³⁺离子在室温下⁴I_13/2→⁴I_15/2跃迁产生横盖1450—1650nm区间的超宽带荧光，荧光半高宽达180nm，这可能由于YAG微晶相中Er³⁺离子与玻璃相中残留Er³⁺离子的共同发光；Er³⁺与Yb³⁺离子局域基质声子能量的降低使微晶玻璃Er³⁺离子上转换发光强度与原始玻璃相比显著提高，绿光、红光上转换荧光强度比玻璃样品分别增强约7和3倍；微晶化后Er³⁺，Yb³⁺离子局域环境发生变化也导致微晶玻璃中Er³⁺离子绿光、红光上转换发光相对强度发生变化. 关键词： 铒 镱:钇铝石榴石 微晶玻璃 荧光光谱     

稀土离子掺杂的AlF3基氟化物玻璃

在800和970nm LD激发下,分别研究了Er^3＋单掺和Yb^3＋,Tm^3＋共掺的AlF₃基(AYF,AZF)玻璃中上转换发光、能量传递和浓度猝灭.在Er³⁺掺杂的AlF₃基玻璃,随着Er³⁺掺杂量的增加,红光与绿光上转换发光强度比(I_red/I_green)增加,这被认为与两个Er³⁺离子 关键词： 稀土离子 氟铝酸盐玻璃     

卤化铅调整Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换发光研究

研究了卤化铅调整Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲酸盐玻璃的热稳定性能、Raman 光谱和上转 换发光光谱，分析了Tm³⁺/Yb³⁺共掺氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光 机理.结果发 现：混合卤化铅调整Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲酸盐玻璃具有好的热稳定性 能、低的声 子能量、强的上转换蓝光.这表明混合卤化铅调整Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲 酸盐玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料. 关键词： 氧卤碲酸盐玻璃 上转换光谱 发光机理 上转换蓝光激光器     

掺Er3+卤碲酸盐玻璃上转换能级寿命和发光性能研究

对不同激发条件下Er3+离子在卤碲酸盐玻璃中的上转换能级寿命进行了测试.上转换激发时,由于Er3+离子间以及Er3+不同能级间能量转移的影响,使得其寿命远大于直接激发条件下的值.比较了碲酸盐玻璃和卤碲酸盐玻璃中Er3+离子的上转换发光强度,卤化物离子引入后引起发光强度的明显增加.探讨了Er3+离子在卤碲酸盐玻璃中的发光机制及上转换发光强度对抽运功率的依赖性.     

激光二极管抽运下铥/镱共掺碲镓酸盐玻璃光谱特性研究

研究了808 nm和977 nm激光二极管抽运下铥/镱共掺TeO₂-Ga₂O₃-R₂O(R=Li，Na，K)玻璃光谱特性.利用Judd-Ofelt 理论计算了Tm³⁺离子在碲镓酸盐玻璃中自发辐射跃迁概率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数.在977 nm激光二极管抽运下，观测到Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲镓酸盐玻璃很强的476 nm上转换蓝光(¹G₄→³H₆)和较弱的650 nm上转换红光(¹G₄→³H₄和³F_2，3→³H₆).分析表明476 nm蓝光发射为三光子吸收过程，650 nm红光发射为双光子和三光子混合吸收过程；而在808 nm激光二极管抽运下，玻璃上转换蓝色荧光为双光子吸收过程.实验发现，随着碱金属离子半径的增大，977 nm激光二极管抽运下蓝光上转换发光强度增强，而用808 nm激光二极管抽运蓝光上转换发光无明显的变化. 关键词： 碲镓酸盐玻璃 铥镱共掺 Judd-Ofelt 理论 上转换     

混合形成体对掺铒碲酸盐玻璃的热力学稳定性和发光性能的影响

研究了混合形成体效应对掺铒碲酸盐玻璃热力学稳定性、1.53 μm发光特性和上转换发光强度的影响.通过拉曼光谱测试,分析了WO₃,Nb₂O₅,GeO₂等氧化物对Er³⁺离子配位场结构,以及对发光谱的非均匀展宽机理的作用.结果表明,通过掺杂适当声子能量的网络形成体氧化物,不但可获得热力学稳定性较好的玻璃,还可有效降低Er³⁺离子⁴I_11/2能级的寿命,在抑制Er³⁺离子在可见光波段的上转换发光的同时不致劣化其在1.53 μm的发光特性.本文制得的碲酸盐玻璃具有较大的受激发射截面((9.64—10.96)×10^-21cm²)和荧光半高宽(FWHM)(50—67 nm),热力学稳定性良好,是一种理想的掺Er³⁺宽带有源光纤用基质玻璃. 关键词： 掺铒碲酸盐玻璃 混合形成体 1.53 μm发光 声子能量     

Upconversion properties of Er^3＋/Yb^3＋ co-doped TeO2-Nb2O5-Li2O glasses

The Er^3＋/Yb^3＋ co-doped TeO2-Nb2O5-Li2O glass is prepared by conventional melting method, and its upconversion spectra are measured. The intense green upconversion luminescence upon excitation with a 976 nm laser diode is observed with the naked eyes. The dependence of luminescence intensity on the ratio of Yb^3＋/Er^3＋ is discussed in detail, and the relationship between the ratio of green luminescence intensity to red luminescence intensity and the ratio of Yb^3＋/Er^3＋ is also studied, The luminescence intensity increases with the ratio of Yb^3＋/Er^3＋ increasing. The ratio of Yb^3＋/Er^3＋ plays a more important role than the concentration of Er^3＋ in determining the upconversion luminescence intensity. The ratio of green luminescence intensity to red luminescence intensity reaches a maximum when ratio of Yb^3＋/Er^3＋ is 3. Thus the glass could be one of the potential candidates for LD pumping solid-state lasers.     

Photoluminescence in Gd2O3: Er3+, Yb3+ upconversion inverse opal

Photoluminescence properties of Gd₂O₃: Er³⁺, Yb³⁺ upconversion inverse opal photonic crystals were investigated. The photoluminescence spectra of the inverse opal show strong dependence on upconversion emission intensity and the corresponding photonic band-gaps of the inverse opal. Significant suppression of the green or red upconversion emission was observed if the photonic band-gap overlaps with the Er³⁺ ions emission band. The color purity of the red or green emission was improved in the inverse opal by the suppression of green or red UC emission. We believe that the present work will be valuable for not only the foundational study of upconversion emission modification but also new optical devices in upconversion lighting and display.     

Tunable upconversion in Er-doped orthorhombic lead fluoride compound

Near infrared-visible upconversion in Er³⁺ doped orthorhombic PbF₂ compound is investigated. It is experimentally observed that the red emission intensity increases monotonously with Er³⁺ concentration increase, while the green emission intensity first increases and then decreases. Based on the rate-equation, the energy transfers involved in the upconversion processes have been explored. It is shown that due to the different multipolar nature for the energy transfer processes of ²H_11/2 (⁴S_3/2)+⁴I_15/2→⁴I_9/2+⁴I_13/2 and ⁴I_11/2+⁴I_11/2→⁴F_7/2+⁴I_15/2, the green and red upconversion emissions depend on Er³⁺ concentration in different ways. The theoretical results are in good agreement with the experimental observation. It is shown that the upconverted emission bands can be tuned by controlling Er³⁺ concentration in orthorhombic PbF₂ compound, which has many photonic applications under NIR excitation.     

掺铒锆钛酸铅镧陶瓷的上转换动力学分析

测量了掺铒锆钛酸铅镧(Er³⁺:PLZT)陶瓷的吸收光谱和上转换荧光光谱,利用Er³⁺:PLZT的吸收光谱,计算Er³⁺离子的辐射跃迁概率. 分析了980nm 激发下 Er³⁺:PLZT 的上转换荧光光谱,观察到明显的上转换荧光,且峰值位于540,564nm附近的绿色荧光带比 678nm 附近的红色荧光带强. 建立了Er³⁺离子跃迁的速率方程,通过求解速率方程并采用拟合荧光衰减实验曲线的方法,得出 关键词： 频率上转换 3+离子')" href="#">Er³⁺离子 锆钛酸铅镧陶瓷 速率方程     

980 nm激发下Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-Al2O3粉末的上转换发光特性

通过固相反应法制备了Er³⁺/Yb³⁺共掺杂ZrO₂-Al₂O₃粉末的样品，并对样品在980nm激光激发下的上转换发光特性进行了研究.从发射光谱可以发现，在可见光范围内有3个强的发光带，一个位于654nm附近的红光带和两个分别位于545nm、525nm附近的绿光带，分别对应于Er³⁺离子的以下辐射跃迁：⁴F_9/2→⁴I_15/2、⁴S_3/2→⁴I_15/2、 ²H_11/2→⁴I_15/2.其中又以Er³⁺离子的⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁产生的红色荧光辐射最强.对其上转换发光机制进行了分析，发现这三个发光过程都是双光子过程.对样品粉末进行了XRD检测，发现ZrO₂主要以立方相为主，并且计算得到了这种立方结构的晶格常数.Al₂O₃固溶于ZrO₂中，Al³⁺嵌入ZrO₂后产生氧空位，导致ZrO₂晶体的对称性降低，这种结构变化更有利于提高上转换效率，即上转换发光强度增强. 关键词： 3+/Yb³⁺')" href="#">Er³⁺/Yb³⁺ 上转换 2-Al₂O₃')" href="#">ZrO₂-Al₂O₃ 荧光 稀土     

方波激发下Er3+上转换绿光发光动力学过程的研究

用方波电源驱动808 nm,980 nm激光二极管（LD）激发Er³⁺掺杂的亚碲酸盐氟氧化物玻璃,测量²H_11/2,⁴S_3/2能级上转换发光的上升和衰减,不同波长激发下的上升时间常数不同,说明808 nm LD和980 nm LD激发下²H_11/2,⁴S_3/2能级上转换激发途径不同.通过建立速率方程模型分析了⁴S_3/2能级的上升特性与中间能级寿命的关系,从而确定了两种波长激发下上转换绿光的激发机理. 关键词： 上转换 激发过程 3+')" href="#">Er³⁺ 方波激发     

Nonlinear blue upconversion luminescence in Gd2O3: Er3+/Yb3+ nanowires

Gd₂O₃: Er³⁺/Y b³⁺ nanowires were prepared by a hydrothermal method. The upconversion luminescence was studied with 978-nm excitation. Ultraviolet and blue upconversion luminescence in which thermalization processes were involved, green and red upconversion luminescence were observed respectively. We analyzed the mechanism of upconversion luminescence. According to the ratio of ² H_11/2–⁴I_15/2 emission intensity to ⁴ S_3/2–⁴I_15/2 emission intensity, the temperature of the sample exposed to radiation of 978-nm laser was given.     

Optical gain and upconversion luminescence in LaF3: Er, Yb nanoparticles-doped organic–inorganic hybrid materials waveguide amplifier

A LaF₃: Er, Yb nanoparticle-doped organic–inorganic hybrid materials waveguide amplifier is demonstrated using reactive ion etching. A maximum gain of approximately 6.8 dB is observed in a 20-mm-long waveguide. Under excitation at 976 nm, the waveguides emit a strong green upconversion luminescence. The possible upconversion mechanisms are discussed. The dependence of upconversion emission intensity on excitation power confirms a three-photon process contributes to the upconversion of the emission band 405 nm and two-photon processes for the green and red emission bands. The temperature behavior by the measurement of the fluorescence intensity ratio of the signals at 520 nm and 544 nm as a function of the pump power demonstrates a fast thermalization between the ² H _11/2 and ⁴ S _3/2 levels. The influence of upconversion emission on the gain performance of the waveguide amplifier is analyzed.