氟锆酸盐玻璃中Tm^3＋离子的红外光谱性质

根据Ｔｍ＾３＋离子有吸收光谱，计算在氟锆酸盐玻璃中的＾Ｔｍ＾３＋的Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ参数和工外跃迁＾３Ｆｉ→＾３Ｈ４，＾３Ｈ４→＾３Ｈ６和３Ｆ４→＾３Ｈ５ 发跃迁几率，研究了Ｔｍ＾３＋的红外发射光谱的交叉驰豫过程，讨论了离子浓度对红外发光强度的影响，并讨论了这些跃迁的发射截面。     

氟锆酸盐玻璃中HO^3^＋离子的光谱特性

测出了氟锆酸盐玻璃（ＺＢＬＡＮ）中Ｈｏ＾３＾＋离子的激发光谱和发射光谱，算出其振子强度，辐射跃迁几率和受激发射截面，详细地研究了这种基质中离子浓度对发光和寿命的影响。     

氟化物玻璃中Tm^3＋离子敏化Ho^3＋离子的红外发光性质

研究了氟化物玻璃中Ｔｍ＾３＋和Ｈｏ＾３＋离子的红外吸收光谱性质，用钛宝石激光器作为激发源，研究了Ｔｍ＾３＋离子的交叉弛豫过程和Ｔｍ＾３＋敏化Ｈｏ＾３＋２μｍ的红外发射光谱。研究结果表明，只有发Ｔｍ＾３＋离子浓度较高（～２ｗｔ％）时，才能发生较强的交叉弛豫进行，随Ｍｏ＾３＋离子浓度的增加，２μｍ的发光强度增大，当激发光波长为８１３ｎｍ时，２μｍ的发光强度最大。     

氟化铟基玻璃中Er^3＋离子光谱性质的研究

测定了掺Ｅｒ＾３＋氟化铟基玻璃的吸收光谱，激发光谱和荧光光谱，计算了该玻璃的强度参数Ω（ｔ＝２，４，６），给出了Ｅｒ＾３＋离子的发光特性的计算结果，并与掺Ｅｒ＾３＋的氟锆酸盐玻璃做比较，解释了基质玻璃对Ｅｒ＾３＋离子发光特性的影响。     

Dy^3＋掺杂的氟锆酸盐玻璃的光谱性质

测量了氟锆酸盐玻璃中Ｄｙ＾３＋离子的吸收光谱和荧光光谱。根据Ｄｙ＾３＋离子的吸收光谱,得到氟锆酸盐玻璃中Ｄｙ＾３＋离子的Ｊ－Ｏ参量Ω,Ω３．２９×＾２０ｃｍ＾２,Ω４＝１．５６×１０＾２０ｃｍ＾２,Ω６＝２．４８±１０＾２０ｃｍ＾２,经计算了氟锆酸盐玻璃中ｙ＾３＋离子的发射特性,计算了Ｄｙ＾３＋离子１．３μｍ发射的＾６Ｆ１１／２（６Ｈ９／２）→６Ｈ１５／２跃迁的发射截面σ＝０．６２×１０＾－２０ｃ     

氟锆酸盐玻璃中双掺Pr^3＋—Yb^3＋的上转换发光

用连续Ｔｉ宝石激光器作为激发源，详细地研究了氟锆酸盐玻璃中Ｐｒ３＋和Ｙｂ３＋的吸收光谱、能级结构和Ｙｂ３＋敏化Ｐｒ３＋的上转换发光。研究结果表明Ｙｂ３＋与Ｐｒ３＋之间的能量传递是通过离子之间的能量共振转移来进行的；在８８０ｎｍ的激发光作用下，玻璃的上转换荧光强度最高；当玻璃中含有低浓度的Ｙｂ３＋、较高浓度的Ｐｒ３＋和含有较高浓度的Ｙｂ３＋、低浓度的Ｐｒ３＋时上转换荧光的强度都较高。     

镉铝硅酸盐玻璃中Eu^3＋离子的荧光

镉铝硅酸盐玻璃中Ｅｕ３＋离子的荧光＊袁剑辉＊＊刘行仁＊＊＊林海王晓君（中国科学院长春物理研究所，长春１３００２１）（中国科学院激发态物理开放研究实验室，长春１３００２１）关键词Ｅｕ３＋离子，荧光，玻璃近年来，随着光纤通讯，上转换发光和激光，非线性光学...     

Tm^3＋在氟氧化物玻璃陶瓷中的光普性质

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

Tm3+离子掺杂氟铝酸盐玻璃红外及上转换光谱性质

制备了Tm^3 掺杂氟铝酸盐玻璃，以实测的吸收光谱使用Judd-Ofelt理论详细计算了Tm^3 在氟铝酸盐玻璃中的光谱参数，在此基础上研究了Tm^3 离子掺杂氟铝酸盐玻璃的上转换光谱性质和红外光谱性质。研究表明：在800nm激光二级管激发下，1.45μm（^3F4→^3H4)荧光浓度猝灭要明显强于1.77μm（^3H4→^3H6)荧光；在655nm激发下上转换荧光主要是由单个Tm^3 离子的步进二光子吸收过程所致。     

Tm3+/Ho3+掺杂碲酸盐玻璃的上转换发光性能与能量转换机制

采用高温熔融法制备了单掺Tm3+和Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃,测试了808 nm激光泵浦下玻璃的红外和上转换荧光光谱。Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃上转换荧光光谱主要由695 nm红光、544 nm绿光、474 nm蓝光和740 nm红光四个发光带组成。通过分析样品的光谱性能和能量转换机制,发现很少报道的740 nm红光可能是由Tm3+：1D₂ →3F_{2, 3}能级跃迁产生的。在掺杂0.5 mol％ Tm₂O₃的样品中添加0.3 mol％ Ho₂O₃,695 nm红光、740 nm红光和474 nm蓝光等上转换发光强度明显增大,大约分别是单掺0.5 mol％ Tm₂O₃样品中发光强度的3倍,2.5倍和14倍。这些情况说明存在着强烈的Ho3+→Tm3+反向能量传递。单掺Tm3+碲酸盐玻璃中1D₂能级(发射740 nm红光)上的粒子集居主要来源于合作上转换(CU)过程,而3F_{2, 3}能级(发射695 nm红光)上的粒子集居除了来源于CU过程之外,还有740 nm红光的发射和1G₄能级上部分粒子的无辐射跃迁(1G₄→3F_{2, 3})两条途径,因此样品中695 nm红光强度明显要大于740 nm红光强度。通过交叉驰豫作用CR2和CR3以及反向共振能量转移RET2,Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃中Tm3+的1G₄能级(发射474 nm蓝光)上的粒子集居数比单掺Tm3+时出现了净增加。Tm3+的1G₄能级上粒子集居数的增加可能进一步强化了该能级的无辐射跃迁、740 nm红光的发射以及CU过程,并进而促使Tm3+的3F_{2, 3}能级上的粒子集居。所以,当Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃与单掺Tm3+碲酸盐玻璃中掺杂相同浓度的Tm3+时,前者的红光和蓝光等上转换荧光强度均比后者要大。本文还研究了Tm3+之间以及Tm3+与 Ho3+之间的交叉弛豫和能量传递等效应,并进一步探讨了Tm3+与 Ho3+之间的能量转换机制。     

Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐微结构光纤激光器

用棒管法拉制了Tm³⁺/Ho³⁺掺杂的碲酸盐微结构光纤,并获得了2 μm的激光输出。以1 560 nm的Er³⁺掺杂石英光纤激光器作为泵浦源,在22 cm长的微结构光纤中,得到了最大功率为8.34 mW、波长为2 065 nm的连续激光输出,泵浦光功率为507 mW,斜率效率为2.97%。研究结果表明,Tm³⁺/Ho³⁺共掺碲酸盐微结构光纤是一种用于研制2 μm激光器的理想材料。     

Cr3+/Tm3+/Ho3+共掺氟磷酸盐玻璃的制备及性能表征

制备了不同 Al(PO₃)₃含量的掺铥系列氟磷酸盐玻璃,研究了其结构、热稳定性和光谱性质. 研究了不同摩尔百分数 Al(PO₃)₃掺杂下 Cr³⁺/Tm³⁺/Ho³⁺共掺氟磷酸盐玻璃在 2.0μm 处的发光特性. 并且用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速率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参量. 结果表明,随着 Tm³⁺浓度增加,2.0μm 处发光的强度逐渐增强. 证明了Tm³⁺(³F₄) →Ho³⁺(⁵I₇)能量转移是非常有效的,并与掺杂浓度有关. 关键词： 氟磷酸盐玻璃 能量传递 荧光光谱 吸收光谱     

YAG晶体中Cr~（3＋）→Tm~（3＋），Er~（3＋）→Tm~（3＋）的能量

研究了加入敏化离子Ｃｒ３＋和Ｅｒ３＋的Ｔｍ：ＹＡＧ晶体的吸收谱和荧光谱，计算了Ｃｒ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ３＋离子的２Ｅ、４Ｉ１３／２、３Ｆ４能态的平均寿命及能量；转移效率、转移速率．得出Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋转移效率为８０％，转移速率为２．１×１０３ｓ－１．由（Ｅｒ，Ｔｍ）：ＹＡＧ的荧光谱可见存在Ｅｒ３＋→Ｔｍ３＋的有效的能量转移．讨论了Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋和Ｅｒ３＋→Ｔｍ３＋能量转移的不同．     

Tm~(3+)掺杂碲酸盐微结构光纤激光器

以1 560 nm的掺Er3+石英光纤激光器作为泵浦源,在Tm3+掺杂的碲酸盐微结构光纤中实现了2μm的激光输出。采用棒管法拉制出了纤芯由6个空气孔包围的微结构光纤,选取了2.8 cm的微结构光纤,研究了其激光性能,获得了9 mW波长为1 872 nm的激光输出,激光的斜效率为6.53%,激光阈值为200 mW。研究结果表明,所制备的Tm3+掺杂碲酸盐微结构光纤可用于制作紧凑型2μm光纤激光器。     

YNbO4：Tm3+/Yb3+上转换发光特性研究

按照50Nb₂O₅-（46-x）Y₂O₃-4Yb₂O₃-xTm₂O₃（x=0.1,0.2,0.5,1,2）的配比方式,采用高温固相法制备出了掺杂Tm³⁺/Yb³⁺的YNbO₄晶体粉末。在980 nm红外光激发下,观测到波长为478,645,707 nm的上转换荧光,分别对应于Tm³⁺离子的¹G₄→³H₆、¹G₄→³F₄、³F₃→³H₆能级跃迁过程。利用上转换发射功率与980 nm激光器工作电流关系估算出跃迁过程吸收光子数目为2.72,2.69,2.01,从而确定出前两者为三光子吸收过程,最后一个对应于双光子吸收过程。运用Judd-Ofelt理论研究样品光谱特性,根据样品的吸收谱得到样品的谱线强度参数Ω_t（t=2,4,6）,进而得出理论振子强度及实验振子强度,二者均方根偏差δ_rms=1.299×10^-7。计算了Tm³⁺离子向下能级跃迁的跃迁几率、跃迁分支比等参数。最后得出结论：（1）³F₄能级寿命较长,适合作为上转换中间能级;（2）³H₅能级寿命较长,且³H₅→³H₆跃迁分支比（96.46%）接近100%,可用于产生1 216 nm激光。     

近红外到近红外Mn2+掺杂NaYF4:Yb3+/Tm3+纳米粒子的制备及其生物成像

在反应温度为200℃、反应时间为8 h的温和条件下,采用水热法合成了近红外到近红外的Mn²⁺掺杂NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺上转换荧光纳米粒子,再以两亲性聚合物C₁₈PMH-mPEG作为亲水性配体修饰到上转换荧光纳米粒子表面,得到具有水溶性的上转换荧光纳米粒子。然后在980 nm近红外光源激发下,测量了上转换荧光纳米粒子的荧光发射光谱,在（800±10） nm附近,观察到了较强的单近红外光发射（³H₄→³H₆）。对样品进行细胞毒性实验,结果表明制得的水溶性Mn²⁺掺杂NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺纳米粒子具有良好的生物相容性。并进一步在小鼠体内进行了近红外成像,表明其在生物成像领域将会具有一定的应用前景。     

Tm3+ ,Yb3+共掺微晶玻璃蓝色上转换荧光的温度特性

制备了Tm³⁺,Yb³⁺共掺氟氧化物微晶玻璃, 在980 nm二极管激光器泵浦下研究了其上转换发光。发现将前驱玻璃进行热处理后,源于Tm³⁺的¹G₄能级到基态³H₆跃迁所产生的蓝色上转换荧光在463 nm和476 nm出现明显劈裂。在此基础上分析了该劈裂蓝色上转换荧光在303~623 K范围内的温度特性。结果表明:Tm³⁺,Yb³⁺共掺氟氧化物微晶玻璃蓝色上转换荧光可应用于光学测温,其测温最大灵敏度为4.2×10^-4 K^-1,相应温度为352 K。     

Analysis of the laser performance of Tm3+, Tb3+(Ho3+):YVO4 crystals at ～1.5μm wavelength

The absorption spectra of Tb,Tm:YVO_4 and Ho,Tm:YVO_4 are measured. The radiant and non-radiant transition probabilities from higher level to lower level, A_{i,j} and ω_{i,j}, and the cross-elaxation probability are calculated in virtue of Judd－Ofelt and Dexter theories. The fluorescence lifetime of Tm^{3+} in the Tb^{3+} (or Ho^{3+}) co-doped crystal is calculated. It indicates that the lifetime of initial level {}^3H_4 of the laser transition can be shorter than that of terminal level {}^3F_4 of the transition if the atomic percentage of Tb^{3+} (or Ho^{3+}) ions is bigger than about 1 at%: namely, by means of the co-doping Tb^{3+} (or Ho^{3+}) ions the self-termination phenomenon of laser light can be eliminated. Inserting the optic parameters to the formula deduced here on the laser threshold power P^{(4)}_{th} and the slope efficiency η^{(4)}_s of the four-energy-level system, we obtain the relationship of threshold power P^{(4)}_{th} to the concentration of Tm^{3+} ions and discuss the effect of Tb^{3+} (or Ho^{3+}) ion concentration on the laser threshold power P^{(4)}_{th} around 1.5μm wavelength. The result shows that Tb,Tm:YVO_4 crystal is a better choice to make the laser at ～1.5μm wavelength than Ho,Tm:YVO_4 crystal. We give the appropriate composition of (1－2) at% Tb, (1－2) at% Tm:YVO_4, just for reference.     

Tm3+,Yb3+共掺钨酸钙多晶材料的上转换发光及荧光温度特性

采用高温固相法制备了Tm³⁺,Yb³共掺CaWO₄多晶材料. 980 nm二极管激光器激发下,在可见区获得了¹G₄→³H₆,¹G₄→³H₄,³H₂,³H₃→³H₆ 跃迁产生的上转换荧光. 讨论了Yb³⁺ 离子浓度的变化对Tm³⁺ 的上转换发光强度的影响,同时根据荧光强度比的方法研究了689 和705 nm 红色上转换荧光在313–773 K 范围内的温度特性. 结果表明：基于Tm³⁺,Yb³⁺ 共掺CaWO₄ 多晶材料的红色上转换荧光可以实现温度监测,其测温的最大灵敏度值为5.7×10^-4 K^-1,相应的测量温度为458 K. 关键词： 上转换发光 3+')" href="#">Tm³⁺ 钨酸钙 荧光温度传感