Cr,Tm,Ho∶YAG中Tm→Ho的能量转移

本文采用Boltzmann分布近似,计算了不同温度下Tm→Ho的净能量转移;计算了实验中不同温度下Ho3+离子的荧光发射强度在整个Tm-Ho体系荧光发射中的比例.我们的实验和计算表明,对Tm-Ho准三能级体系采用Boltzmann分布近似,其计算结果是可信的.     

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究.测量了晶体在350～2700 nm波段内的吸收光谱.用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1 μm激光上能级的寿命为10.65 ms.用F-L公式计算了晶体在2.1 μm处的发射截面为6.92×10-20 cm2,并与其他Ho3+掺杂的激光晶体进行了对比.采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体棒,实现2.1 μm的脉冲输出.在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5;,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高.     

RE∶YAP(RE=Nd,Tm)晶体缺陷与光谱分析

采用提拉法生长Nd∶YAP和Tm∶YAP晶体,利用吸收和荧光光谱表征样品。结果表明:经真空退火,提高了晶体质量。Nd∶YAP晶体在808 nm附近有较强的吸收,与商用激光二极管的发射波长匹配较好,获得了1064 nm荧光输出;Tm∶YAP晶体在790 nm附近有一定的吸收,在1.87μm处的荧光峰对应于3F4→3H6能级之间的跃迁,有利于激光的高能量调Q输出。     

Yb,Ho∶YAG晶体的生长及光谱性能

采用中频感应提拉法成功生长出Yb (15 at%),Ho (1 at%):YAG激光晶体,研究了室温下晶体的吸收光谱,发射光谱特性和荧光寿命.吸收光谱中在938 nm处存在Yb3+的吸收带,能与InGaAs 激光二极管(LD)有效耦合,适合激光管二极抽运.荧光光谱中存在两个荧光主峰,分别位于1907 nm和2091 nm附近.研究表明:Yb,Ho:YAG晶体是一种有发展前景的激光增益介质.     

纳米晶ZrO2:Tm3+制备与发光性质研究

本文用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Tm3 荧光粉,并对它的晶体结构、颗粒大小和光致发光性质进行了表征。XRD测试结果表明:以此工艺制备的纳米晶ZrO2:Tm3 含有单斜相和四方相两种微观结构,四方相的含量与热处理的温度有关,Tm3 离子的掺入有稳定ZrO2四方晶相的作用。测量了各样品的荧光激发和发射光谱,当以264nm(3H6→3P2)和359nm(3H6→1D2)光激发分别得到Tm3 的355nm(1I6→3H4或3P0→3H4)和459nm(3P0、1I6→3F4或1D2→3H4)的较强荧光发射。通过对荧光强度与激活离子Tm3 浓度的关系研究发现:荧光强度先随浓度提高而增强,在浓度达1%摩尔数时达到最大,然后又随之降低。     

稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换可见发光

制备了稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换发光材料(60TeO2-10AlF3-10PbF2-10NaF-2Tm2O3-8Yb2O3),在980nm红外光泵浦激发下,测量了样品的吸收谱、上转换荧光发射谱和上转换发光强度与激光泵浦功率的对数关系.观察到峰值为477nm蓝光和651nm红光可见发射,分别是稀土Tm3+的激发态1G4→3H6,1G4→3F4跃迁;在806nm附近,观察到较强的红外发射(3H4→3H6),分析了稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换可见发射机制,证实了稀土Tm3+上转换发射是在稀土Yb3+的敏化作用下,通过能量传递(ET)和激发态吸收(ESA),实现了激发态1G4向基态3H6、激发态3F4跃迁的三光子吸收过程和激发态3H4→3H6的双光子吸收过程.     

Pr3+,Tm3+共注入氮化铝薄膜的光谱特性

采用离子注入的方法在氮化铝薄膜中实现pr3和Tm3元素的单掺杂和共掺杂.以Raman光谱为主要表征手段,对离子注入过程中薄膜内部的应力变化进行研究;以阴极荧光为主要表征手段,对其低温和室温下的发光特性进行研究.Raman光谱的结果显示,离子注入过程使得薄膜内部应力下降,而退火过程使得薄膜内部应力升高.阴极荧光光谱结果显示,AIN:Pr3+主要跃迁峰位于528 nm;AIN:Tm3+主要跃迁峰位位于467 nm;AIN:Pr3+,Tm3+主要跃迁峰位位于528 nm和467 nm.AIN:Tm3+的低温光谱显示,与1I6和1D2两个能态相关的跃迁峰相对强度会随着温度出现急剧变化,由此表明在Tm3+之间存在与温度相关的相互作用.     

Tm3+在YAG中荧光的温度效应

本文测量了Tm3+离子在YAG中不同温度下的荧光光谱.研究了Tm3+离子3F43H6跃迁5870cm-1谱线的热加宽以及谱线位移.并利用晶格振动(声子)和离子间的相互作用进行了解释.结果表明:谱线的温度加宽主要是由于Raman双声子过程,谱线位移是由于发射和重吸收虚声子造成的.     

水热法合成ZnO∶Ho,Yb发光粉及其上转换发光特性

采用低温水热法合成了Ho3+,Yb3+和Li+共掺杂ZnO上转换荧光粉.研究了Ho3+,Yb3+和Li+的掺杂摩尔比对样品的结构、形貌和上转换发光强度的影响,讨论了其上转换发光机理.结果表明:所制备的ZnO∶Ho,Yb粉体为六方纤锌矿结构的亚微米(500 nm)棒,相比未掺杂样品尺寸增加,表面不再光滑.在980 nm激光(LD)激发下,ZnO∶1.2mol; Ho,4mol; Yb,5mol; Li样品发出较强的绿光上转换发射.     

Tm3+/Ho3+掺杂的Gd3Ga5O12～2.0μm波段红外激光晶体的生长和性能研究

采用提拉法生长了最大尺寸为φ25mm×(30～40)mm优质透明的Tm3+:GGG、Yb3+/Tm3+:GGG、Cr3+/Tm3+:GGG、Tm3+/Ho3+:GGG和Cr3+/Tm3+/Ho3+:GGG共五种晶体.在室温下测试了这些晶体的吸收光谱、荧光光谱及荧光衰减曲线等,详细研究了光谱性能,对部分晶体进行了Judd-Ofelt理论计算,得到强度参数等重要的光谱参数.计算了～2.0μm附近荧光峰值波长处相应的能级跃迁的发射截面、量子效率等.研究表明:Yb3+和Cr3+的掺入分别使得Tm:GGG晶体在980nm附近和451 nm、628 nm附近的吸收大大增强,有利于商业激光二极管和闪光灯泵浦.在Tm激活的Tm3+:GGG、Yb3+/Tm3+:GGG、Cr3+/Tm3+:GGG晶体中,～2.0μm波段附近发射强度和发射截面值最大的峰值对应的波长为2000nm;而在Ho激活的Tm3+/Ho3+:GGG和Cr3+/Tm3+/Ho3+:GGG晶体中,发射强度和发射截面最大的峰值对应的波长为2080 nm.用氙灯抽运键合的尺寸为φ5mm×45mm Cr3+/Tm3+/Ho3+:Gd3+ Ga5 O12晶体,在2.086～2.102μm波段实现了平均功率为170 mw的激光输出.     

Yb,Ho:GdScO3晶体生长及光谱性能分析

采用提拉法生长出了尺寸为?30 mm×50 mm的Yb, Ho∶GdScO₃晶体。通过X射线衍射得到了晶体的粉末衍射数据,使用GSAS软件进行了全谱拟合,得到了晶体的结构参数。测试了晶体的拉曼光谱,在100～700 cm^-1观察到18个拉曼振动峰。对Yb, Ho∶GdScO₃晶体的光谱特性进行了表征,并计算了Yb³⁺的吸收截面,其在940、975 nm处的吸收截面分别为0.31×10^-20、0.42×10^-20 cm²。采用Judd-Ofelt理论计算了Ho³⁺的跃迁强度参量Ω_t,Ω₄/Ω₆值为2.04,并计算了辐射跃迁概率、能级寿命及荧光分支比等光谱参数。结果表明,Yb, Ho∶GdScO₃晶体的发光性能良好,是一种有前景的2～3μm激光晶体候选材料。     

钨酸盐助熔剂体系Nd∶YAB晶体生长及性能研究

采用高温溶液法以钨酸盐为助熔剂生长不同掺杂浓度的Nd∶YAB,利用等离子发射元素分析仪测试晶体中Nd的含量,计算分凝系数,讨论了不同的Nd掺杂浓度对晶体生长形态以及晶体的结构相变的影响。采用紫外可见光谱测试了晶体的吸收光谱,采用荧光光谱仪测试晶体的发射谱和荧光寿命。讨论了不同浓度Nd掺杂的YAB晶体的发射光谱,室温LD808 nm泵浦下,1064 nm的荧光发射的荧光强度和荧光寿命,讨论了这些性能随Nd掺杂浓度的变化关系。     

Y2O3∶Yb3+,Tm3+纳米粉体的制备及发光性能研究

以Y2O3为基质材料,Yb3+为敏化剂,Tm3+为激活剂,采用化学共沉淀法制备Y2O3∶Yb3+,Tm3+纳米粉体,通过差热、红外光谱、XRD、荧光、上转换发光和场发射电子显微镜等方法对样品进行表征.结果表明:Tm3+和Yb3+完全固溶到Y2O3立方晶格中,且粉体大小均匀,尺寸约50 nm;Yb3+浓度为4;(摩尔分数)、煅烧温度900 ℃时,荧光和上转换发光强度最强;Tm3+浓度为0.4;时绿光(5F4/5S2→5I8)和红光(2F5/2→2F7/2)荧光强度最强,浓度0.5;时蓝光(1G4→3H6)和红光(1G4→3F4)的上转换发射强度最大.     

飞秒激光辐照Tm:YAG晶体的紫外发光研究(英文)

本文报道了室温下飞秒激光辐照Tm∶YAG晶体的紫外光上转换荧光。Tm3+荧光的强度与泵浦光的功率之间的依赖关系揭示了晶体的上转换过程由三光子吸收过程所主导。研究表明上能级粒子的增加来自于Tm3+吸收一个泵浦光子跃迁到3H4能级后再吸收两个泵浦光子,然后离子跃迁至下能级产生上转换荧光。     

（Ho,Cr）：YAG单晶光纤生长与光谱特性分析

本文工作中用ＬＨＰＧ生长Ｈｏ：ＹＡＧ，（Ｈｏ，Ｃｒ）：ＹＡＧ，Ｃｒ：ＹＡＧ等单晶光纤。在室温下测试了这些单晶光纤的吸收谱、荧光谱、荧光寿命等光谱参数。通过荧光寿命分析了Ｃｒ→Ｈｏ和Ｈｂ→Ｃｒ之间的能量转移过程及能量转换效率η，并通过荧光衰减曲线的计算机拟合，计算了Ｈｏ→Ｃｒ之间的微观相互作用参数ＣＤＡ。     

Ultraviolet Luminescence of Tm∶ YAG Crystal by Direct Irradiation with Femtosecond Laser

本文报道了室温下飞秒激光辐照Tm∶ YAG晶体的紫外光上转换荧光.Tm3+荧光的强度与泵浦光的功率之间的依赖关系揭示了晶体的上转换过程由三光子吸收过程所主导.研究表明上能级粒子的增加来自于Tm3+吸收一个泵浦光子跃迁到3H4能级后再吸收两个泵浦光子,然后离子跃迁至下能级产生上转换荧光.     

2μm波段激光晶体Tm:YAP的生长缺陷

采用提拉法沿a、b、c轴方向生长了Tm:YAP晶体,研究了该晶体的几种常见缺陷.通过化学腐蚀,利用光学显微镜观察了Tm:YAP晶体主要晶面的位错腐蚀坑形貌,发现在沿b轴生长晶体的(010)面上存在位错蚀坑密度不同的区域,对其成因进行了分析.借助偏光显微镜研究了晶体中的孪晶及消光现象,分析了成因并提出了消除措施.用He-Ne激光对晶体内的散射颗粒分布进行了研究,在扫描电镜(SEM)下观察到形状不规则的散射颗粒夹杂.上述研究结果对获得优质Tm:YAP晶体具有重要意义.     

Ho~(3+)/Yb~(3+)∶8YSZ纳米粉体制备及发光性能研究

通过化学共沉淀法制备Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的氧化钇稳定的氧化锆(8YSZ)纳米粉体。研究了煅烧温度对Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂8YSZ纳米粉体荧光光谱和上转换发光性能的影响。结果表明:在448 nm波长激发光激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)∶8YSZ纳米粉体有一个549 nm的绿光发射峰,随着煅烧温度的升高,Ho~(3+)/Yb~(3+)∶8YSZ纳米粉体的荧光强度先升高后降低。980 nm波长激光激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)∶8YSZ纳米粉体在450~750 nm范围内有一个中心波长在539 nm的绿光发射峰和一个中心波长在650 nm的红光发射峰,随着煅烧温度的升高,纳米粉体的颗粒尺寸增大的同时,其上转换发光强度也逐渐增大。     

掺钬铌酸锂晶体光谱性能研究

采用提拉法得到了纯LiNbO3和掺杂量为2mol;的Ho:LiNbO3晶体.测试了Ho:LiNbO3晶体的吸收光谱、光致发光光谱,采用620nm激发波长得到了523nm的上转换荧光.利用Judd-Ofelt理论计算出在LiNbO3中的强度参数Ω2=27.4×10-20 cm2、Ω4=7.45×10-20 cm2、Ω6=27.1×10-20 cm2,并由此计算了5G4→5I8、5S2→5I7、5F3→5I8处的自发辐射跃迁几率和积分发射截面.     

Au3Ag合金的快速凝固及晶体生长过程的分子动力学模拟

采用常温、常压分子动力学模拟技术,研究了液态Au3Ag合金在不同冷却条件下形成晶体及非晶的过程.模型采用EAM作用势,计算了不同温度,不同冷却条件下的偶分布函数及非晶转变温度;分析了不同冷却条件下体系的相变热力学及动力学过程;最后采用液固两层构型法,描述了晶体的生长过程.