Sm_xLa_(1-x)P_5O_(14)和Dy_xY_(1-x)P_5O_(14)晶体的荧光寿命研究

本文用脉冲衰减法和时间分辨荧光光谱法测量了六种不同稀土离子浓度的Sm_xLa_(1-x)P_5O_4晶体的~4G_(5/2)→~6H_J(J=5/2,7/2,9/2,11/2)四个能级和七种不同稀土离子浓度的Dy_xY_(1-x)P_5O_(14)晶体的~4F_(9/2)→~6H_J(J=15/2,13/2,11/2,9/2)四个能级的荧光寿命和荧光强度。结果指出,在这类晶体中,Sm~(3+)和Dy~(3+)的荧光寿命随着离子的浓度增加而变短,存在着严重的荧光浓度猝灭现象。最后还讨论了浓度与寿命,寿命与荧光强度的关系。     

LnxRE1-xP5O14(LRPP)晶体的光谱研究

研究了50多种LnxRE1-xP5O14(Ln3+:Pr3+,Nd3+,Er3+,RE:La3+→Lu3+,Y3+,Sc3+)晶体的紫外可见吸收光谱,荧光光谱和红外吸收光谱.计算了室温下Pr3+,Er3+离子的振子强度.讨论了晶体的荧光寿命.     

Tb3+离子在固溶体(Y0.9Gd0.1)2O2S和(Gd0.9La0.1)2O2S中的发光

用稀土氧化物硫化法合成了固溶体发光材料(Y0.9Gd0.1)2O2S:Tb和(Gd0.9La0.1)2O2S:Tb,并且用阴极射线和254nm紫外线两种激发方式测试了它们的发光性能.研究了固溶体(Y0.9Gd0.1)2O2S:Tb和(Gd0.9La0.1)2O2S:Tb中Tb3+离子5D3——7FJ和5D4——7FJ的能级跃迁强度随Tb3+离子浓度而变化的关系,以及它们的发光色度随激活剂Tb3+离子浓度的变化,探讨了Tb3+离子的浓度猝灭机理.     

DyxTbyY1-x-yP5O14晶体的荧光性质

研究了DyxTbgY1-x-yP5O14晶体的荧光特征,Dy3+离子对Tb3+离子5D3能级的猝灭作用和对5D4能级的敏化作用,讨论了Tb3+离子和Dy3+离子浓度间的关系及对荧光强度和荧光寿命的影响。     

RExPr1-xP5O14晶体生长及其光谱

水热法生长了RExPr1-xP5O14单品,RE=La,Ce,Nd,Eu,Gd,Yb,Tm,Y,(x=0.1)单晶的最大线度为2cm。我们研究了原料的合成,观察了吸收,荧光,红外光谱,并计算了22400～16380cm-1范围内的Pr3+离子的振子强度。热重分析观察到在867～930℃有弱的分解。X射线衍射分析指出:结构为单斜晶系,空间群为P21/C;晶胞参数为a=8.73Å,b=9.04Å,c=13.02Å,β=90.5°     

掺铒碲酸盐玻璃中的协作上转换能量转移

研制了组分为TeO₂-ZnO-Na₂O(TZN)和TeO₂-ZnO-La₂O₃(TZL)掺铒碲酸盐玻璃,测试了碲酸盐玻璃中Er³⁺离子⁴I_13/2能级荧光特性.结果发现,在较高的Er³⁺离子掺杂浓度下,碲酸盐玻璃的荧光强度随着Er³⁺离子掺杂浓度的提高而减小.分析表明,对于除     

Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的近红外发光及能量传递机理

采用高温熔融法制备了组分为TeO₂-ZnO-Na₂O的Tm³⁺离子单掺和Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品的强度参量Ω_t(t=2, 4, 6),自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β和荧光辐射寿命τ_rad等光谱参量,测量得到了不同Yb³⁺离子掺杂浓度下玻璃样品的Tm³⁺离子上转换发光谱.结果显示,在980 nm泵浦光激励下玻璃样品发射出强烈的近红外上转换荧光.对Tm³⁺离子上转换发光分析表明,强烈的Tm³⁺离子近红外上转换发光主要来自于Yb³⁺/Yb³⁺离子间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb³⁺/Tm³⁺离子间的非共振能量传递过程,并进一步计算得到了声子贡献比和能量传递系数.最后,计算分析了Tm³⁺:³F₄→³H₆能级间跃迁的1.8 μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数.研究表明,Yb³⁺/Tm³⁺共掺TeO₂-ZnO-Na₂O玻璃可以作为近红外波段固体激光器的潜在增益基质.     

Mn2+激活六角铝酸盐CeMgAl11O19-SrAl12O19固溶体的光谱学性质

本文研究(1-x)CeMgAl11O19-xSrAl12O19:Mn2+固溶体光谱学性质。Mn3+在固溶体中的荧光光潜由516nm绿色发射带和630-685nm红色发射带组成。前者归于占据4f格位的四面体Mn2+(g)离子,后者归于位于20格位的八面体Mn2+(r)中心。Mn2+(r)红色发射带随SrAl12O19含量增加而短移,x=0时,为685nm,x=0.8时,短移为630nm。固溶体中Ce3+-Mn2+(g和r)和Mn2+(g)-Mn2+(r)存在能量传递。荧光衰减分析表明,Mn2+(g)-Mn2+(r)能量传递是一种电偶极-电偶极相互作用的直接能量传递。随着固溶体中SrAl12O19含量的增加,Mn2+(g)-Mn2+(r)能量传递几率降低,临界距离R0减小。当x=0.8时,Mn2+(g)-Mn2+(r)传递消失。与之相反,Ce3+-Mn2+(g)能量传递则随SrAl12O19量的增高而加大。当x=0.8时,固溶体0.2CeMgAl11O19-0.8SrAl12O19:Mn2+中Ce2+-Mn2+(g)传递几率仅略低于商用荧光粉CeMgAl11O19中Ce3+-Tb3+传递几率。这类固溶体是有效的绿色发射荧光体。Mn2+格位(4f和2a)的晶场强度10Dq和Racah参数比C/B随SrAl12O19增加而呈减小趋势。本文表明,固溶体结构的镜面层对晶体光谱性质有大的影响。     

CexGdyTb1-x-yP5O14晶体生长及其光谱

采用蒸发溶液法从磷酸溶液中生长出一系列CexGdyTb1-x-yP5O14晶体.测定了它们的结构.它们属于单斜晶系,空间群P21/c.测定了Ce0.9Gd0.1P5O14、Ce0.9Tb0.1P5O14和La0.8Gd0.1Tb0.1P5O14等晶体的光谱.首次观察到,将Gd加入CexTb1-xP5O14晶体中形成.CexGdyTb1-x-yP5O14时阻碍了Ce3+→Tb3+的能量传递,导致Ce3+的发射峰增强,Tb3+的5D4-FJ发射峰减弱、而5D3-7FJ发射峰增强.     

Yb3+掺杂浓度对Er3+/Yb3+共掺SiO2-Al2O3-La2O3玻璃光谱性质的影响

测量了不同Yb3+ 离子掺杂浓度下 ,Er3+ /Yb3+ 共掺SiO2 Al2 O3 La2O3玻璃的吸收光谱、荧光光谱和Yb3+离子2 F5/ 2 的能级寿命 ,应用迈克康伯 (McCumber)理论计算了Er3+ 的受激发射截面σemi,讨论了Yb3+ 离子浓度对其自身吸收性质、Er3+ 离子发光性质 ,以及Yb3+ →Er3+ 能量传递效率 (η)的影响 ,初步探明该基质玻璃中Yb3+ 离子掺杂数浓度的最佳范围为 3 .94× 1 0 2 0 cm- 3至 5 .92× 1 0 2 0 cm- 3,在此掺杂范围内 ,Yb3+ 离子的最大吸收系数为9.8cm- 1 ,Er3+ 的峰值发射截面和Yb3+ →Er3+ 能量传递效率 (η)分别为 0 64× 1 0 - 2 4 m2 和 92 %。     

TbxY1-xP5O14晶体的发光理论和浓度效应

本文利用Judd-Ofelt理论求得TbP5O14晶体的振子强度参数Ωλ,计算了5D3、5D4到7FJ能级的电偶极和磁偶极辐射跃迁几率及5D3-5D4和7F6-7F0能级对间的多极矩耦合的迁移几率。讨论了5D3、5D4能级发射强度的浓度效应,并给出了发射强度的表达式和强度随浓度和激发光引起的基态到激发态的跃迁几率的变化图。     

五磷酸镧钕激光晶体发光的温度效应

研究了低温下Nd0.9 La0.1 P5O14晶体中,Nd3+离子在0.9,1.05,以及1.35μm附近发光光谱的精细结构及相应的跃迁过程,并与Nd:YAG晶体中Nd3+离子发光光谱及相应的跃迁作了比较。在77K-500K的温度变化范围内,研究了Nd3+在两种晶体中最强的发光线的温度依赖关系,发现相反的变化规律,指出这是与两种晶体的结构及跃迁过程有关。     

五磷酸铈、锰晶体的发光

本文用蒸发溶液法生长了一系列CeP5O14:Mn晶体,测定了它们的组成和结构.测定了晶体的吸收光谱,激发光谱和发射光谱,观察到Ce3+→Mn2+之间的能量转移和在此体系中锰离子在545nm附近和665nm附近两个波段同时进行发射,并随着锰含量的增加,665nm的荧光强度下降而545nm的强度增加.     

稀土五磷酸盐(REP5O14)晶体的光谱性质

本文在较前人宽的波段内系统地研究了REP5O14(RE=Ce3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+,Ho3+,Er3+,Tm3+,Yb3+)单晶的吸收光谱、激发光谱与荧光光谱.合理地确定了谱项.关于SmP5O14,GdP5O14,DyP5O14,TmP5O14与YbP5O14等晶体光谱的研究,至今尚未见报导.这些晶体系统的光谱数据,对于了解它们的性质及其应用方面,都是很有用的.     

Optical spectra and excited state relaxation dynamics of Sm<Superscript>3+</Superscript> in Gd<Subscript>2</Subscript>SiO<Subscript>5</Subscript> single crystal

Single crystals of gadolinium orthosilicate Gd₂SiO₅ containing 0.5 at% and 5 at% of Sm³⁺ were grown by the Czochralski method. Optical absorption spectra, luminescence spectra and luminescence decay curves were recorded for these systems at 10 K and at room temperature. Comparison of optical spectra recorded in polarized light revealed that the anisotropy of this optically biaxial host affects the intensity distribution within absorption and emission bands related to transitions between multiplets rather than the overall band intensity. It has been found that among four bands of luminescence related to the ⁴G_5/2→⁶H_J (J=5/2–11/2) transitions of Sm³⁺ in the visible and near infrared region the ⁴G_5/2 →⁶H_7/2 one has the highest intensity with a peak emission cross section of 3.54×10⁻²¹ cm² at 601 nm for light polarized parallel to the crystallographic axis c of the crystal. The luminescence decay curve recorded for Gd₂SiO₅:0.5 at% Sm³⁺ follows a single exponential time dependence with a lifetime 1.74 ms, in good agreement with the ⁴G_5/2 radiative lifetime τ _rad=1.78 ms calculated in the framework of Judd-Ofelt theory. Considerably faster and non-exponential luminescence decay recorded for Gd₂SiO₅:5 at% Sm³⁺ sample was fitted to that predicted by the Inokuti-Hirayama theory yielding the microparameter of Sm³⁺–Sm³⁺ energy transfer C _da=1.264×10⁻⁵² cm⁶×s⁻¹.     

TbxTmyY1-x-yP5O14晶体中Tb3+和Tm3+间的能量转移

本文提出了Tb3+和Tm3+的交叉弛豫机理,计算了交叉弛豫几率,研究了Tm3+对Tb3+离子发光性质的影响,结果指出Tm3+对Tb3+离子的5D3能级的荧光有很强的猝灭作用,对5D4能级的荧光有增强作用,并且给出Tb的荧光强度和Tb3+,Tm3+离子浓度之间的依赖关系。