Nd3+掺杂的氧化镧钇透明激光陶瓷的光谱性能研究

采用传统无压烧结工艺制备了Nd³⁺掺杂的Y_2-2xLa_2xO₃(x=0.08)透明陶瓷并对其光谱性能进行了研究. 结果表明：Nd³⁺:Y_1.84La_0.16O₃透明陶瓷在780—850 nm的波长范围内有较宽的吸收带. 当Nd³⁺掺杂量为1.5at%时，在820 nm和激光二极管抽运的808 nm处的吸收截面分别为σ_abs(820 nm)=1.81×10^-20 cm²，σ_abs(808 nm)=1.54×10^-20 cm². 最强的发射峰位于1078 nm处，并具有荧光寿命长、发射带宽宽、量子效率高等特点. 加入La₂O₃后，基质的光谱品质参数X_Nd由1.6减小到0.46，因此和⁴F_3/2—⁴I_11/2跃迁相对应的荧光分支比β_J,11/2增大为56.82%. Nd³⁺:Y_1.84La_0.16O₃透明陶瓷的这些性质有利于高效率的激光输出和超短锁模激光脉冲的实现. 关键词： 氧化镧钇透明陶瓷 光谱性能 3+')" href="#">Nd³⁺     

用Judd-Ofelt理论计算Nd3+掺杂氧化镧钇透明陶瓷的光谱参量

采用传统无压烧结工艺制备Nd3+掺杂的氧化镧钇透明激光陶瓷,测试了其吸收和荧光光谱.采用Judd-Ofelt理论对Nd3+掺杂量为1.5at%的样品光谱参量进行了计算.根据吸收光谱,拟合得到三个强度参量分别为：Ω2=6.57×10－20 cm2,Ω4=2.04×10－20 cm2,Ω6=4.38×10－20 cm2.根据这三个参量计算了样品的辐射寿命,跃迁几率,荧光分支比,量子效率和品质因子,并对结果作了分析.     

掺Yb3+氧化镧钇透明激光陶瓷的光谱特性

采用传统陶瓷烧结工艺,在无压还原气氛下低温制备出透明性良好的掺Yb3+氧化镧钇透明激光陶瓷,测试了其在室温下的吸收光谱、发射光谱和荧光寿命.结果表明,掺Yb3+氧化镧钇透明激光陶瓷的吸收系数随着Yb3+掺杂浓度的增加而增大,最强吸收峰974nm处的吸收截面为0.90～1.12×10－20 cm2;主发射峰1 032 nm和1 075 nm处的发射截面分别为1.05×10－20 cm2和0.87×10－20 cm2; Yb3+掺杂浓度为5at.%时荧光寿命为1.38 ms,并随Yb3+掺杂浓度的增加而减小;当Yb3+掺杂浓度超过10at.%时,样品中存在严重的浓度猝灭.产生浓度猝灭的原因是高掺杂时离子间存在合作上转换和能量转移.     

La2O3对Yb:Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响

研究了La2O3对Yb:Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响,添加适量La2O3以后,Yb:Y2O3透明陶瓷的吸收峰和发射峰的位置不变,但由于La3+的离子半径大于Y3+的离子半径,在Y2O3中引入La3+离子后,导致Y2O3晶格常数变大,晶场强度变弱,同时降低了Y2O3晶体的有序度,致使发射峰强度有所下降,发射截面变小.过量的La2O3(x=0.16)造成Yb3+激活离子发射强度明显下降;其荧光寿命在添加La2O3后总体增大45%-60%.     

Er3+/Yb3+共掺的氧化镧钇透明陶瓷的光谱性能研究

采用传统无压烧结工艺制备了Yb3+/Er3+共掺的氧化镧钇透明陶瓷并对其光谱性能进行了研究.样品具有较大的吸收和发射截面.La2O3的添加使样品的荧光寿命(τs)与玻璃接近,当Yb3+和Er3+的掺杂量分别为5at%和0.5at%时,测得τs=9.65 ms.这种荧光寿命长、发射截面大和线宽窄的特性有利于微型、可集成化和大功率激光输出的实现.     

Yb:Y2－2xLa2xO3激光透明陶瓷的光谱性能

对一种低温易烧结的Yb:Y_2-2xLa_2xO₃激光透明陶瓷的光谱性能进行了初步研究，Yb:Y_2-2xLa_2xO₃激光透明陶瓷具有宽的吸收带和大的吸收截面，在最强的吸收峰977nm处吸收截面达4.0×10^-20cm²；其荧光发射寿命为1.1ms，发射截面在1033nm处为1.0×10^-20cm²，在1077nm处为0.7×10^-20cm².Yb:Y_2-2xLa_2xO₃陶瓷的各项光学性能指标接近或达到单晶的指标. 关键词： 氧化镧钇 激光陶瓷 低温烧结 光谱性能     

La2O3对Yb:Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响

研究了La₂O₃对Yb：Y₂O₃透明陶瓷光谱性能的影响，添加适量La₂O₃以后，Yb：Y₂O₃透明陶瓷的吸收峰和发射峰的位置不变，但由于La³⁺的离子半径大于Y³⁺的离子半径，在Y₂O₃中引入La³⁺离子后，导致Y₂O₃晶格常数变大，晶场强度变弱，同时降低了Y₂O₃晶体的有序度，致使发射峰强度有所下降，发射截面变小.过量的La₂O₃（x=0.16）造成Yb³⁺激活离子发射强度明显下降；其荧光寿命在添加La₂O₃后总体增大45%—60%. 关键词： 氧化镧 氧化钇 透明陶瓷 光谱性能     

Er3+/Yb3+共掺的氧化镧钇透明陶瓷的光谱性能研究

采用传统无压烧结工艺制备了Yb³⁺/Er³⁺共掺的氧化镧钇透明陶瓷并对其光谱性能进行了研究.样品具有较大的吸收和发射截面.La₂O₃的添加使样品的荧光寿命(τ_s)与玻璃接近，当Yb³⁺和Er³⁺的掺杂量分别为5at%和0.5at%时，测得τ_s=9.65　ms.这种荧光寿命长、发射截面大和线宽窄的特性有利于微型、可集成化和大功率激光输出的实现. 关键词： 透明陶瓷 吸收光谱 发射光谱 荧光寿命     

Cr4+,Nd3+: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,O.1%Cr,1.0%Nd:YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808 nm处的吸收截面为4.27×10-20 cm2,1 064 nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20 cm2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.     

Nd∶YAG激光透明陶瓷超细粉体的合成及其性能表征

以Al(NO3)3·9H2O和Y2O3为原料,按YAG化学计量比配成相应的硝酸盐混合液,并用一定量的Nd取代Y,加入尿素沉淀剂,利用无机体系均相沉淀法制备了YAG前驱体.对前驱体进行适当处理,并采用高温热解法在1200℃时制备出Nd∶YAG透明陶瓷超细粉体.通过对粉体样品进行XRD,TG-DTA,SEM和红外光谱分析表明,所合成的YAG超细粉为立方晶系石榴石结构,晶格常数a=12.01nm.粉体样品颗粒度小、粒径均匀、流动性好,粒径在150～200nm之间.     

Spectral properties of Ce3+ doped yttrium lanthanum oxide transparent ceramics

Ce3+-doped yttrium lanthanum oxide (Y0.9La0.1)2O3 transparent ceramics is fabricated with nanopowders and sintered in H2 atmosphere. The spectral properties of Ce:(Y0.9La0.1)2O3 transparent ceramics are investigated. There appear two characteristic absorption peaks of Ce3+ ions at 230 nm and 400 nm, separately. It is found that Ce3+ ions can efficiently produce emission at 384 nm from (Y0.9La0.1)2O3 transparent ceramic host, while the emission is completely quenched in Re2O3 (Re=Y, Lu, La) host materials.     

Cr3+:Al2O3透明多晶陶瓷光谱特性分析

对透光性良好的Cr3+:Al2O3透明多晶陶瓷的光谱性能进行了研究,其吸收光谱中吸收峰与单晶红宝石相一致,按吸收光谱和Tanabe-Sugano能级图,算出其晶场强度参数Dq及Racah参数B分别为1792cm-1,689cm-1,Dq/B=2.6,陶瓷中Cr3+离子所处格位的晶体场强比单晶弱一些,但Cr3+:Al2O3透明陶瓷仍属于强场晶体材料;当Cr3+掺杂浓度到达0.8wt%时,陶瓷的发射谱仍保持较好的R线发射;随Cr3+掺杂浓度的增大,激发峰位发生"红移".在Cr3+:Al2O3透明多晶陶瓷的荧光谱上,发现一个波长为670nm的发射峰,经激发谱确认为Cr3+的发射峰.     

Nd3+离子掺杂氧化物玻璃的光谱性质

高温熔融法制备了69.5B2O3-20Li2O-(10-χ)CaO-χPbO-0.5Nd2O3(χ=1,3,5,7,mol%)和68.5Li2O-(29-φ)CaO-φAl2O3-2La2O3-0.5Nd2O3(φ=3,7,10,15,mol%)玻璃,测量了玻璃样品的吸收和发射光谱(800nm激光二极管激发),从吸收光谱出发,应用Judd-Ofelt理论获得了Nd3+光学跃起的强度参数。根据强度参数和发射光谱,计算了Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe。结果显示,在B2O3-Li2O-CaO-PbO-Nd2O3系统中随着CaO的减少和PbO的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2增大,表明样品的对称性降低;强度参数Ω6也增大,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强降低;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe的大小和荧光强度都减小。在Li2O-CaO-Al2O3-La2O3-Nd2O3系统中,随着CaO的减少和Al2O3的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2减小,说明样品的对称性增加;强度参数Ω6减小,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强增强;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面的大小和荧光强度也都减小。     

Cooperative up-conversion luminescence of ytterbium doped yttrium lanthanum oxide transparent ceramic

The up-conversion luminescence of Yb³⁺-doped yttrium lanthanum oxide transparent ceramic was investigated. It was ascribed to cooperative luminescence originated from the coupled states of the Yb³⁺ ion pairs. The proper doping of La₂O₃ can remove the cooperative luminescence of Yb³⁺ ion. But excessive La₂O₃ (at least 10 at.%) the cooperative up-conversion of Yb³⁺:Y₂O₃ is obtained again, and the intensity of up-conversion luminescence strengthens with the increase of La₂O₃ content.     

透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用进展

综述了近年来,特别是近两年来国内外透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用情况,重点对我国的透明Nd:YAG激光陶瓷研究近况进行了分析,指出了透明Nd:YAG激光陶瓷是目前陶瓷研究的热点。提出了透明Nd:YAG激光陶瓷研究中尚存在的问题和我国在此领域中与国外研究的巨大差距。分析指出:我国研究透明Nd:YAG激光陶瓷的各个院所之间,应该强强联合,优势互补,对该领域的理论和制备工艺进行更为深入的研究。     

Spectroscopic Properties of Yb3+-doped Borate Glasses

The spectroscopic properties of Yb3+-doped some borate glasses have been determined from absorption and emission measurements at room temperature. The emission cross sections range from approximately 1.0 to 1.7 pm2. Systematic variations of the spectroscopic properties with glass composition and activator concentration can be used to optimize emission cross-sections and fluorescence lifetimes.