Tb^3＋：YAG单晶荧光层中掺杂Ga^3＋的荧光敏化作用

采用液相外延工艺成功制备了Tb^3 ：YAGG单晶荧光层，研究了Tb^3 激活YAG主晶格外延层中Ga^3 掺杂的荧光敏化效应，可以看到在Tb^3 荧光得到显著增强的同时，外延荧光层发光的饱和特性也有所改善。实验中观察到了Ga^3 掺杂后基质晶体吸收边缘向长波方向展宽，并与Tb^3 的^7Fe6-^9E、^7E典型吸收峰发生交叠的现象，用基质与Tb^3 之间的声子耦合解释了上述Tb^3 ：YAGG外延层中所存在的能量传递、荧光敏化现象。基质与掺杂激活中心间能量传递机制的建立将会为基于YAG主晶格的高效荧光材料研究提供一个新的思路。     

Cr3+离子激活的YAG外延单晶荧光层

Cr3+ 离子掺杂YAG外延层 (Cr3+ ∶YAG)的发光呈宽带谱特征 ,荧光色度坐标为x=0 .6 5 5 1、y =0 .2 949,在CIE1931色度图上相当于主波长λ≈ 6 38nm的红色光 ,并且具有较高的色饱和度 ,其发光谱中引人注目之处还在于荧光主峰的位置均在波长较长的λmax≈ 6 89nm和 70 9nm附近 ,是一种能够实现长波长 (λ≈ 70 0nm)红色光输出的单晶荧光体 ,可用作非晶硅液晶光阀投影仪的高分辨率写入光源。     

Ce3+离子敏化Eu3+∶Cr3+∶Sm3+∶YAG外延层的荧光现象

对Ce3+ ∶Eu3+ ∶Cr3+ ∶Sm3+ ∶YAG处延层中的荧光敏化现象进行了报道和分析 ,在较高浓度的Ce3+ 离子掺杂时 ,外延层在蓝色、绿色波段出现了新的荧光谱线 ,可解释为在Ce3+ 离子敏化作用下 ,Eu3+ 离子产生了由高位激发态能级5Di(i=1,2 ,3)直接到基态能级7Fj(j =0 ,1,2 ,3)的辐射跃迁过程 ,并且这种Ce3+ ∶Eu3+ ∶Cr3+ ∶Sm3+ ∶YAG外延层还是一种新颖的白色单晶荧光材料。     

Eu3+∶Sm3+∶Cr3+∶YAG红色单晶荧光体

报道外延生长的多激活中心掺杂的红色单晶荧光体Eu3 ∶Sm3 ∶Cr3 ∶YAG ,其直径达到54mm ,荧光色坐标为x=0 .6 137,y =0 .3738,相当于波长λ=599nm的红色荧光 ,具有较高的色饱和度。这种单晶材料具有很好的抗电子束灼伤能力 ,在入射能量达到 10 5W/m2 时无发光猝灭现象 ,是一种较理想的红色单晶荧光材料。     

Gd3+→Tb3+的双光子敏化发光现象

本文首次报导了Tb0.7Gd0.3P5O14非晶在DCM染料激光的激发下,Gd3+→Tb3+的双光子敏化发光现象.在考虑了Judd-Pooler的自旋轨道相互作用三级微扰项之后,较好地解释了实验结果与Axe的二级双光子吸收理论的偏差.     

Yb3+离子掺杂浓度对Yb∶YAG晶体发光及荧光寿命的影响

研究了不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体的发光特性和荧光寿命.Yb3+在YAG晶体中的掺杂浓度分别为5at%、10at%、20at%、30at%.Yb3+离子掺杂浓度越高，Yb∶YAG晶体的吸收系数越大.采用940 nm波长的LD泵浦源和TRIA X550荧光谱仪，对这一系列掺有不同浓度Yb3+的Yb∶YAG晶体进行了荧光光谱的测定.结果表明:在1030 nm主发光波段的荧光强度以10at%Yb∶YAG的为最强.同时发现它在450 nm-680 nm波段有明显的可见发光，其强度随Yb3+掺杂浓度的增加而迅速地增强.Yb∶YAG晶体的荧光寿命存在浓度猝灭现象，对猝灭机制进行了分析研究，指出浓度猝灭的主要原因是合作发光和痕量稀土离子的上转换发光.     

金刚石窗口冷却Yb3+∶YAG DPSSL设计

针对高功率二极管重复率抽运的V型非稳腔Yb3+∶YAG激光头，提出了利用金刚石窗口冷却和直接水冷相结合的复合冷却设计.在YAG片的抽运面进行直接水冷，同时在激光提取面利用金刚石窗口冷却介质.金刚石优异的导热性能不仅能够有效地冷却激光介质，还能消除横向的温度梯度，解决了高功率激光器冷却和高功率抽运的矛盾.模拟结果表明对掺杂10 at %厚度为1.6 mm的Yb3+∶YAG片在抽运功率密度为20 kW/cm2，重复频率为10 Hz的条件下，要将最高温度控制在可接受的范围内（比如320 K），周围冷却水的对流换热系数约为4000 W/m2K.     

用Cr4+∶YAG晶体实现Nd3+∶YAG 0.946 μm激光被动调Q运转

以Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体 ,氙灯作为抽运源 ,实现了Nd3 +∶YAG晶体在 0 946 μm波长处的调Q运转。激光脉冲宽度为 38ns ,能量为 1 7mJ。     

Ce^3＋离子敏化Eu^3＋：Cr^3＋：Sm^3＋：YAG外延层的荧光现象

对Ce^3 :Eu^3 :Cr^3 :Sm^3 :YAG外延层中的荧光敏经现象进行了报道和分析，在较高浓度的Ce^3 离子掺杂时，外处层在蓝色、绿色波段出现了新的荧光谱线，可解释为在Ce^3 离子每化作用下，Eu^3 离子产生了由高位激发态能级^5Di(i=1,2,3）直接到基态能级^7Fj(j=0,1,2,3）的辐射跃迁过程，并且这种Ce^3 :Eu^3 :Cr^3 :Sm^3 :YAG外延层还是一种新颖的白色单晶荧光材料。     

Tb3+掺杂Y2O3纳米晶体中Tb3+离子4f5d跃迁及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Tb3 掺杂浓度和不同粒径的Y2O3:Tb纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应Tb3 掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、激发光谱、X射线衍射谱和荧光衰减曲线,并拍摄了不同粒径样品的透射电子显微镜(TEM)照片。研究纳米Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 离子的4f5d跃迁发现,由于在近表面的低结晶度环境和颗粒内部的高结晶度环境中Tb3 离子4f5d跃迁对应的激发峰位置不同,不同粒径样品中处于这两种环境的Tb3 离子比例也不同,激发谱的谱线形状存在较大差别,还对Tb3 离子的能量传递进行了研究,发现Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 的(5D3,7F6)→(5D4,7F0)能量传递类型为受纳米限域效应影响很大的电偶极电偶极相互作用;引起5D4→7F5(543nm)发光浓度猝灭的是不同Tb3 离子5D4能级之间交换相互类型的能量传递,此类型的能量传递受纳米限域效应影响较小。     

ZnO∶Tb3+纳米晶的制备及发光性质研究

利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备了不同浓度的ZnO∶Tb3+纳米晶，测量了样品的光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).在ZnO宽的可见发射背景上，观察到样品在485 nm、544 nm、584 nm和620 nm附近出现了稀土Tb3+的特征发射.给出了ZnO∶Tb3+纳米晶光致发光的峰值强度随掺Tb3+浓度的变化关系，分析了稀土Tb3+的激发态5D4→7F6、5D4→7F5和5D4→7F4的发射机制，证实了稀土Tb3+的特征发射来源于稀土离子内部4f电子的f-f跃迁和ZnO基质与稀土Tb3+离子之间能量传递.     

高分子网络凝胶法低温合成YAG∶Tb3+荧光粉

以金属硝酸盐为原料,丙烯酰胺为聚合单体以及N,N-亚甲基双丙烯桥酰胺为胶联剂,采用高分子网络凝胶法在低温下合成精细粒度Y3Al5O12∶Tb3 (YAG∶Tb3 )荧光粉.分别用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),以及激发和发射光谱测量对样品进行了表征,考察了烧结温度对样品结晶程度、颗粒大小的影响,以及样品发光性能与烧结温度和Tb3 浓度的关系.结果表明:YAG晶相形成温度为850℃;粉体颗粒大小均匀,随着烧结温度的升高,颗粒粒径增大,结晶程度提高;观察到Tb3 中4f-5d的吸收带以及5D4-7Fj(j=6,5,4,3)的特征发射带,最强吸收与最强发射分别发生在272,541.8 nm,与量子理论(E=1.24/λ)的计算结果相吻合,其发光强度随烧结温度的升高而增强;观察到了Tb3 在Y3Al5O12中的浓度猝灭现象.     

YAG晶体中Ce^3＋对Er^3＋的敏化作用

通过求解（Ｃｅ，Ｅｒ）：ＹＡＧ和Ｅｒ：ＹＡＧ的能级跃迁速率方程，讨论了Ｃｅ＾３＋对Ｅｒ＾３＋离子的敏化作用。表明掺Ｃｅ＾３＋可增强Ｅｒ＾３＋离子１．６６μｍ波长的激光强度，但仅改变了１．６６μｍ波长激光粒子数反转，即Ｎ２（＾４Ｉ１２／２）〉Ｎ１（＾４Ｉ１５／２）与Ｅｒ＾３＋离子浓度的关系。     

Yb∶YAG晶体的荧光特性研究

测量了不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体氧化和还原气氛退火前后的色心吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命 研究了色心对Yb∶YAG晶体的荧光强度和荧光寿命的影响 结果表明 ,只有当Yb的掺杂浓度大于 10at.%时 ,色心吸收的加强对发光强度和荧光寿命有明显猝灭作用     

Yb∶YAG晶体的荧光特性研究

测量了不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体氧化和还原气氛退火前后的色心吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命.研究了色心对Yb∶YAG晶体的荧光强度和荧光寿命的影响.结果表明,只有当Yb的掺杂浓度大于10 at.%时,色心吸收的加强对发光强度和荧光寿命有明显猝灭作用.     

LD泵浦被动调Q-Yb3+∶YAG微晶片激光器的优化设计

从速率方程出发,理论分析了泵浦功率、输出镜反射率、Cr4+∶YAG的初始透过率和长度、Yb3+∶YAG的长度对调Q激光器的重复频率、脉冲宽度、平均输出功率、峰值功率、输出脉冲能量和单脉冲能量利用率的影响。依据理论结果设计了一个窄脉冲宽度、高峰值功率和脉冲能量的被动调Q-Yb3+∶YAG微晶片激光器。该激光器的脉冲宽度Δt=199 ps,峰值功率P m=1.04 MW,输出脉冲能量E=0.21 mJ。     

新型Nd3+∶Ca4GdO(BO3)3自倍频晶体Cr4+∶YAG被动调Q激光特性研究

采用氙灯抽运自倍频晶体Nd3 +∶Ca4GdO(BO3 ) 3 (简称Nd∶GdCOB) ,Cr4+∶YAG被动调Q ,实现了Nd∶GdCOB晶体被动调Q激光运转 ,测量了饱和吸收体Cr4+∶YAG不同小信号透过率下绿激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度、重复率 ,给出了描述Nd∶GdCOB晶体调Q工作原理的耦合波方程组 ,数值求解了该方程组 ,所得的理论结果与实验值相符合     

YAG∶Ce3+在激光照明应用中的研究进展

基于激光二极管(Laser diode,LD)的照明和显示技术代表了半导体行业未来的重要发展方向之一,荧光转换材料是决定激光照明的能量效率和显示产品色彩品质的核心部件。黄色荧光转换材料Y₃Al₅O₁₂∶Ce³⁺(YAG∶Ce³⁺)适合蓝光LD激发、效率高、易于获得白光,仍然是目前最为广泛的研究对象。传统荧光粉加有机硅胶的封装模式热导率低,LD激发下存在烧蚀、发黑、失效等问题。LD高功率激发密度的特点引发了荧光材料封装技术革命性变革。为此,多形态、高热导率的远程荧光体应运而生。本综述主要对基于YAG∶Ce³⁺荧光玻璃、荧光薄膜、荧光晶体、荧光陶瓷等不同形态材料的制备方法及其在LD照明应用中的性能研究进行了总结,对荧光转换材料和LD照明的发展进行了展望。     

Yb~(3 )离子掺杂浓度对Yb∶YAG晶体发光及荧光寿命的影响

研究了不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体的发光特性和荧光寿命·Yb3 在YAG晶体中的掺杂浓度分别为5at%、10at%、20at%、30at%·Yb3 离子掺杂浓度越高,Yb∶YAG晶体的吸收系数越大·采用940nm波长的LD泵浦源和TRIAX550荧光谱仪,对这一系列掺有不同浓度Yb3 的Yb∶YAG晶体进行了荧光光谱的测定.结果表明:在1030nm主发光波段的荧光强度以10at%Yb∶YAG的为最强·同时发现它在450nm~680nm波段有明显的可见发光,其强度随Yb3 掺杂浓度的增加而迅速地增强·Yb∶YAG晶体的荧光寿命存在浓度猝灭现象,对猝灭机制进行了分析研究,指出浓度猝灭的主要原因是合作发光和痕量稀土离子的上转换发光·     

Lu_2O_3∶Tb纳米粉末的光致发光特性

用燃烧合成法制备了Lu2O3∶Tb3+纳米粉末。产物为立方相结构,粒径在3~40 nm之间可控。对不同颗粒度的样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减特性进行了研究。在紫外光激发下,样品显示出较强的发光(来自于Tb3+的5D3,4→7FJ跃迁)。同时,样品的光致发光性质在很大程度上受到样品颗粒度的影响,对此现象给出了合理的解释。