磷酸盐、氟磷酸盐和氟化物玻璃中离子的光谱和波谱研究Ⅱ:Mn~(2+)、Fe~(3+)

在前文[Ⅰ]的基础上对Mn~(2+)的吸收光谱和荧光光谱进行了研究。结合ESR实验结果,分析了Mn~(2+)的配位状况,认为在这三种玻璃中,Mn~(2+)都处于八面体配位中。理论计算与实验结果相符。对以Fe~(3+),Fe~(2+)两种稳定价态存在的铁离子吸收光谱进行了研究。结合其ESR波谱,认为Fe~(3+)也处于八面体中.     

氟化物、氟磷酸盐和磷酸盐玻璃中Er~(3+)离子的发光研究

测定了氟化物、氟磷酸盐和磷酸盐玻璃中Er~(3+)离子的吸收、荧光和激发光谱,解释了基质玻璃对Er~(3+)离子发光的影响。进一步研究了在这三种基质玻璃中Er~(3+)离子发光的浓度效应和温度效应,讨论了Er~(3+)离子内和离子间的能量转移过程。     

磷酸盐、氟磷酸盐和氟化物玻璃中过渡金属离子的顺磁共振研究(Ⅰ) Cr~(3 ),Mo~(3 )

本文研究了磷酸盐、氟磷酸盐和氟化物玻璃中Cr~(3 )的顺磁共振(以下简称ESR),从自旋哈密顿出发计算了Cr~(3 )的有效g因子,指出低场谱线主要起源于两个Kramers双重态之间的跃迁,确定了自旋哈密顿参数:D=0.15—0.4cm~(-1),E/D=0.15—0.3,零场分裂为0.3—0.8cm~(-1),本文还报道了磷酸盐玻璃中Mo~(3 )的ESR。     

氟化物、氟磷酸盐和磷酸盐玻璃中Er3+离子的发光研究

测定了氟化物、氟磷酸盐和磷酸盐玻璃中Er³⁺离子的吸收、荧光和激发光谱,解释了基质玻璃对Er³⁺离子发光的影响。进一步研究了在这三种基质玻璃中Er³⁺离子发光的浓度效应和温度效应,讨论了Er³⁺离子内和离子间的能量转移过程。 关键词：     

磷酸盐玻璃中Ce~(3+)、Tb~(3+)、Tm~(3+)的荧光光谱

在80～300K温度范围内,定量地测出了磷酸盐玻璃中Tb~(3+)、Tm~(3+)、Ce~(3+)的荧光光谱。用短脉冲光泵浦单掺或双掺玻璃样品,测出了稀土离子的时间分辨光谱,并进行了详细讨论。     

镧磷酸盐玻璃中Eu~(3+)离子的激光选位光谱研究

利用FLN技术,测定了Eu~(3+)离子在镧磷酸盐玻璃中的选位光谱。激发源为闪光灯泵可调谐若丹明染科激光器。在实验中得到了四种主要的具有残留不均匀增宽的选位光谱。做了这些选位光谱与在77K测定的~5D_o～~7F_1跃迁的常规光谱轮廓之间的拟合,得到了满意的结果。     

铝硅玻璃中Fe~(3+)、Cr~(3+)的EPR研究

本文用EPR技术研究了含Fe~(3+)和Cr~(3+)离子的铝硅破璃的结构性质,从理论上分析了实验结果.并且用含有Fe~(3+)离子的多晶样品——莫来石的玻璃样品进行了实验比较,最终认为铝硅玻璃和莫来石中的Fe~(3+)离子附近的局部环境类似.     

YGG:Cr~(3+)晶体的光谱特性

本文通过实验研究了YGG:Cr~(3+)晶体的光谱特性,报道了室温下的吸收谱,10,133,300K的荧光谱,以及荧光寿命、无辐射跃迁几率、辐射量子效率与温度之间的依赖关系。从吸收谱及荧光谱中确定在C_(3i)(S_6)低对称场微扰下,Cr~(3+)离子在基质YGG中~2T_1能级分裂的子能级及基态~+A_2~2E零声子跃迁R线的位置。     

掺铜磷酸盐和氟磷酸盐玻璃的光谱研究

本文对掺铜Ca-Al磷酸盐玻璃和、Na-Mg-Ca-Sr-Ba-Al氟磷酸盐玻璃分别作了吸收光谱、ESR谱、激发光谱、荧光光谱和荧光寿命测定。实验结果表明,玻璃中的Cu2+在近红外有一吸收带,属于畸变0h格位中2Eg→2T2g的跃迁。Cu+在紫外区有一吸收带,属于3d10→3d94s1跃迁。用紫外激发,玻璃中Cu+在可见区有一较宽的发光带。磷酸盐玻璃中,荧光峰值位于458nm。氟磷酸盐玻璃中,荧光峰值位于420nm。前者荧光寿命为26μs,后者为60μs。     

碱金属和碱土金属氟化物对掺Er3+氟磷酸盐玻璃光谱性质的影响

研究了碱金属和碱土金属离子修饰的掺Er3+氟磷酸盐玻璃的光谱性质,讨论了碱金属和碱土金属对铒氟磷玻璃的吸收和发射截面、荧光半高宽,Judd-Ofelt强度参数和上转换发光强度等光谱性质的影响,并与一些传统氧化物玻璃系统进行了比较.研究表明碱金属K+和碱土金属Sr2+掺杂高的玻璃更适宜用作光放大器基质.含12mol%K+的氟磷玻璃展现出7.83×10-21cm2的高发射截面和最小的荧光上转换强度;含23mol%Sr2+的氟磷玻璃则有7.58×10-21cm2的高发射截面、65nm的荧光半高宽及8.6ms的长的上能级荧光寿命.     

玻璃中Cr~(3+)的多声子辐射跃迁

采用多条激光窄线激发,由Cr~(3+)的荧光谱线斯托克斯位移与激发光能量之间的线性关系,分析并导出了氟磷酸盐玻璃中Cr~(3+)的一些运动晶场参数。     

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.     

Cr~(4+),Nd~(3+)∶YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4 ,Nd3 ∶YAG透明陶瓷。研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808nm处的吸收截面为4.27×10-20cm2,1064nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20cm2和206μs。由Cr4 ,Nd3 ∶YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测。Cr,Nd∶YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料。     

掺Pr~(3+)氟化物玻璃发光特性研究

采用熔融法制备Pr3+掺杂的50Zr F4-50(Ba F2-YF3-Al F3)-x Pr F3氟化物玻璃,系统研究了其在不同激发条件下的光致发光和闪烁发光性能。测试结果表明,Pr3+位于可见波段、属于f→f跃迁(3P0→3H4、3P0→3H6、3P0→3F2等)的光致发光最佳摩尔分数为0.6%,并且随着Pr3+浓度的增加,486 nm处的荧光寿命从56 ms下降到11 ms,浓度猝灭效应明显;而X射线激发时,最佳发光摩尔分数上升到1.0%。Pr3+位于紫外波段的4f→5d跃迁光致发光强度随着Pr3+浓度的增加一直增强。这是由于4f→5d跃迁能级差大,氟化物声子能量较低,而产生交叉弛豫需要很多声子,故难以发生浓度猝灭效应。当采用X射线激发时,检测到较强486 nm的发光,而未探测到紫外发光。     

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。     

碱金属氟化物对掺Yb3+氟磷酸盐玻璃析晶稳定性和光谱性质的影响

研究了碱金属氟化物对掺Yb3 氟磷玻璃的光谱性质和析晶稳定性能的影响.运用倒易法计算了Yb3 的发射截面.结果显示,LiF的引入对吸收和发射截面的提高作用较大并出现最佳引入量极值,其次为KF.碱金属氟化物的引入可提高二元体系的析晶稳定性能,使玻璃网络结构得到改善;拉曼光谱显示二元体系中引入YbF<,3>后玻璃网络结构得到增强,而在引入碱金属氟化物的三元体系中掺杂YbF<,3>后破坏了网络完整性,降低系统析晶稳定性能.     

磷酸盐、氟磷酸盐和氟化物玻璃中过渡金属离子的顺磁共振研究(Ⅱ)Co~(2 ),Ni~(2 )

低温77K下,在三种玻璃中都观察到了Co~(2 )的ESR信号,认为Co~(2 )是处干四面体格位,从实验所得的有效g值,判别出中心离子与配位体间化学键的性质变化,本文还研究了氟磷酸盐玻璃中Ni~(2 )ESR,辨认了Ni~(2 )的谱线,用自旋哈密顿作了比较详细的分析计算,并解释了一般氧化物玻璃中很难观察到Ni~(2 )的ESR的原因。     

磷酸盐玻璃中Yb~(3+)和Nd~(3+)之间的声子参助能量转移

本文中报道了磷酸盐玻璃中Nd~(3+),Yb~(3+)的时间分辨谱和激发能量的转移。通过实验确定了在不同温度下的转移速率。证实了Nd~(3+)→Yb~(3+)的能量转移机构为从~4F_(3/2)(Nd~(3+))到~2F_(5/2)(Yb~(3+))并同时产生单声子发射的过程;而从Yb~(3+)到Nd~(3+)可能有两种转移途径;一是从~2F_(5/2)(Yb~(3+))到~4F_(3/2)(Nd~(3+))同时吸收一个声子,另一是从~2F_(3/2)(Yb~(3+))到~4I_(13/2)(Nd~(3+)),同时产生四声子发射的过程。因此Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移速率强烈地依赖于温度。室温下,Nd~(3+)→Yb~(3+)和Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移时间分别为～197μs和13ms,转移效率分别为47％和8％。当600K时,Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移效率可增加到37％,转移时间缩短为2ms。     

微型化LD泵浦Er~(3+),Yb~(3+)共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器

报道了一种主要应用于激光测距的微型化激光二极管泵浦Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器。采用中心波长940nm的二极管作为泵浦源,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+:MgAl2O4作为被动调Q晶体,通过优化增益介质和被动调Q晶体参数,获得了最佳的增益介质长度和被动调Q晶体初始透过率。当泵浦能量14mJ,重复频率10Hz,泵浦脉宽5ms时,获得了单脉冲能量480μJ,脉宽5ns,峰值功率大于20kW的激光输出,激光光束质量因子为1.2。     

Tm~(3+)在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据Tm掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱 ,用Judd Ofelt理论计算了强度参量 ,并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量。