氟氧化物玻璃陶瓷中高效低阈值的红色上转换发光现象

本文报道了一种Er3 + 和Tm3 + 共掺杂新的氟氧化物玻璃陶瓷材料中高效低阈值的红色上转换发光现象。材料组份为 6 5GeO2 2 5NaF 8 5BaF 0 5Tm2 O3 1Er2 O3 (mol% ) ,文中给出了样品的制备方法。在 978nmLD激发下 ,观察到了非常强的红色上转换发光。据我们所知 ,在如此低的Er3 + 和Tm3 + 掺杂浓度下实现了如此之强的红色上转换发光 ,文献中未见报道 ;更令人惊奇的是在 2 0 0mA工作电流 (此时功率为 3 5mW )LD激发下 ,激发的功率密度为 170mW·cm-2 ,其红色光仍裸眼可见。讨论了这种高效低阈值上转换发光的机理。研究了LD的工作电流与上转换发光强度的关系     

掺Er~(3 )氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光

研究了ErYb共掺的氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光现象 ,发现其上转换机理主要是Er3 与Yb3 离子间的能量传递上转换而不是Er3 离子的步进多光子吸收 .研究发现由于稀土离子优先富集到PbxCd1-xF2 微晶中 ,形成数个稀土离子组成的耦合团 ,使其存在强烈的团簇效应 ,一方面导致了上转换荧光非常强 ,另一方面也导致了上转换荧光随抽运激光功率的对数变化F P曲线存在逐渐弯曲的“典型”饱和现象 .还发现在ErYb共掺的氟氧化物玻璃陶瓷中 ,两个处在激发态的Yb3 离子形成了团簇的耦合态2 F25/ 2 F5/ 2 (Yb3 Yb3 ) ,它在 96 6nm激光产生的一种全新的上转换合作辐射荧光     

Ho(0.5)Yb(5)氟氧化物玻璃的直接上转换增敏发光

本文研究了HoYb共掺氟氧化物玻璃的直接上转换增敏发光现象。发现了位于 (5 4 4 5nm ,1836 5cm- 1 )和 (6 5 8 5nm ,15 186cm- 1 )的两条很强的上转换发光 ,它们是 5S2 → 5I8和5F5→ 5I8的荧光跃迁。还有其他的一些上转换发光5F3→ 5I8,5S2 → 5I7和5I4 → 5I8的跃迁。还发现存在一种特征的饱和现象 ,即所有上转换发光随激光功率变化的F P双对数关系曲线都是一条相当好的直线 ,其斜率会随着光斑的增大而增大 ,由分析得知这是由能量扩能散造成的。     

掺Er3+氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光

研究了ErYb共掺的氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光现象,发现其上转换机理主要是 Er³⁺与Yb³⁺离子间的能量传递上转换而不是Er³⁺离子 的步进多光子吸收.研究发现由于稀土离子优先富集到Pb_xCd_1-xF2微晶中,形成数个稀土离子组成的耦合团,使其存在强烈的团簇效应,一方面导 致了上转换荧光非常强,另一方面也导致了上转换荧光随抽运激光功率的对数变化F-P曲线 存在逐 关键词： 直接上转换敏化 氟氧化物玻璃陶瓷 上转换合作辐射荧光     

氟氧化物陶瓷的多谱线上转换发光

以氧化硅、氟化铅为基质制备了Er3 :Yb3 共掺杂氟氧化物陶瓷 ,X 射线分析表明陶瓷中存在着 β PbF2 晶相 ,沉积在其中的稀土离子由于具有很低的无辐射跃迁几率而显示出良好的上转换性能。Er3 ,Yb3 离子之间存在的多种能量传递通道 ,导致稀土离子十分丰富的上转换谱线的出现。     

Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光

本文首次研究了掺杂Ｔｍ（０．１）Ｙｂ（１０．９）氟氧化物玻璃陶次居９６６ｎｍ半导体激光激发下的直接上转换敏化发光现象。测量艰现存在很强的＾１Ｇ４→＾３Ｈ６的４７７ｎｍ的三光子和＾３Ｆ４→＾３Ｈ６的７９９．５ｎｍ双光子上转换荧光以及较弱的＾１Ｄ２→＾３Ｈ６的３６１ｎｍ,＾１Ｄ２→＾３Ｈ４的４４９．５ｎｍ,＾１Ｇ４→＾３Ｆ４的６４７．０ｎｍ和＾３Ｆ３→＾３Ｈ６的多个上转换发光。     

纳米相氟氧化物玻璃陶瓷Tm(0.35)Yb(5):FOV的上转换发光

研究了纳米相氟氧化物玻璃陶瓷Tm(0.35)Yb(5):FOV在975 nm半导体激光激发下的上转换发光.发现了位于363.6,(462.6,477.0),648.7,(699.7,680.7)和(777.6,800.7 nm)的几条上转换发光线,它们是Tm3 离子的1D2→H6,1G→H6,1G4→F4,3F3→H6和3H4→H6的荧光跃迁.为了确认它们的上转换机理,还测量了上转换发光强度F随975 am泵浦激光功率P改变的双对数曲线,结果证实了1D2能级的上转换发光部分是五光子上转换发光,而1G4能级和H4能级的上转换发光则是三光子和双光子上转换发光.     

氟氧化物玻璃中稀土ErYb与HoYb能量上转换特性研究

在特定恒温环境下烧结Er与Yb,Ho与Yb共掺杂氟氧化物两样品。用930nm激光激发,测得两样品的发光射荧光光谱,发现两样品发射荧光光谱中都分别有红光带和绿光带。由Er2O3,Ho2O3,Yb2O3的吸收谱及能级跃迁原理说明了两样品能量上转移机制及特性。     

TmYb共掺氟氧化物玻璃的间接上转换敏化发光的研究

研究了Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃在800nm半导体激光激发下的间接上转换敏化发光现象.通过Tm(0.1)Yb(3)：ZBLAN玻璃和Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃中Tm³⁺离子上转换发光的比较研究,发现在间接上转换敏化的情况下,Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃中Tm³⁺离子的上转换发光极大地增强,超过了Tm(0.1)Yb(3)：ZBLAN玻璃的水平.说明在此类上转换激发机制下,有着较高的稀土溶解度和较大的截止声子能量的材料可能有最佳的上转换效率,它将可能有比目前最好的ZBLAN材料高许多的上转换发光强度,这对于上转换研究迅速走向实际应用有重大的意义.目前尚未见到其他类似研究报道. 关键词：     

纳米相氟氧化物玻璃陶瓷Tm（0.35）Yb（5）∶FOV的上转换发光

研究了纳米相氟氧化物玻璃陶瓷Tm(0.35)Yb(5)∶FOV在975nm半导体激光激发下的上转换发光。发现了位于363.6,(462.6,477.0),648.7,(699.7,680.7)和(777.6,800.7nm)的几条上转换发光线,它们是Tm3 离子的1D2→3H6,1G4→3H6,1G4→3F4,3F3→3H6和3H4→3H6的荧光跃迁。为了确认它们的上转换机理,还测量了上转换发光强度F随975nm泵浦激光功率P改变的双对数曲线,结果证实了1D2能级的上转换发光部分是五光子上转换发光,而1G4能级和3H4能级的上转换发光则是三光子和双光子上转换发光。     

纳米相氟氧化物玻璃陶瓷中Er3+Yb3+离子对的量子剪裁发光造成的强的光谱调制

研究了纳米相氟氧化物玻璃陶瓷中Er3+Yb3+离子对的量子剪裁发光造成的强的光谱调制现象。测量了Er3+Yb3+双掺纳米相氟氧化物玻璃陶瓷的X射线衍射谱、表面形貌、激发光谱、吸收光谱、和发光光谱;而且也与Tb3+Yb3+双掺纳米相氟氧化物玻璃陶瓷的相对应的光谱参数进行了比较。发现378 nm光激发样品(A) Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和样品(B) Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV所导致的652.0 nm红色发光强度为522 nm光激发时的680.85倍和303.80倍;我们还发现378 nm光激发所导致的样品(A) Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和样品(B) Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV的 652.0 nm红色发光强度为样品(C) Er(0.5%)∶FOV 的491.05和184.12倍。我们还发现在378 nm光激发时的样品(A) Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和样品(B) Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV的{978.0和1 012.0 nm}红外发光强度依次分别为样品(C) Er(0.5%)∶FOV 的{58.00和293.62}倍和{25.11和 67.50}倍。更进一步,对于652.0 nm波长发光的激发谱,发现(A) Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和(B) Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV的378.5 nm激发谱峰强度是(C) Er(0.5%)∶FOV的大约606.02和199.83倍。同时,也发现样品(A) Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和样品(B) Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV的一级量子剪裁红外1 012或978 nm发光强度为样品(D) Tb(0.7%)Yb(5.0%)∶FOV的二级量子剪裁红外976 nm发光强度的101.38和29.19倍。发现的该量子剪裁是目前所报道的最强的量子剪裁。因此,相信所发现的氟氧化物纳米玻璃陶瓷中Er3+Yb3+离子对的一级量子剪裁发光是强的可以作为量子剪裁层应用到提高晶硅太阳能电池的发电效率。研究结果也能加速对目前国际热点的下一代环保的光谱调制太阳能电池的探索。     

Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃的直接上转换敏化发光

本文首次研究了Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃在966nm半导体激光激发下的直接上转换敏化发光现象。测量发现存在很强的^1G4→^3H6的474nm三光子和较弱的^1D2→^3H6的362nm,^1D2→^3F4的452nm,^1G4→^3F4的650nm三光子以及^3F3→^3H6的681nm二光子上转换发光。并对他们的上转换机理做了简要的讨论分析。     

Er:Yb共掺杂SiO2基氟氧化物玻璃的上转换发光

制备了Er~(3 ):Yb~(3 )共掺杂SiO_2基氟氧化物玻璃,测试了样品在488um激光激发下的激发谱和930nm红外光激发下的上转换可见光谱。在红外光激发下,检测到了Er~(3 )离子较强的~4S_(3/2)(~2H_(11/2))→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(5/2)可见光发射。简单分析了上转换红光增强的机制。     

(Er3+,Yb3+)共掺ZBLAN玻璃的一种新颖的类雪崩上转换发光现象

研究了Er3 vZBLAN 和(Yb3 , Er3 )vZBLAN玻璃在966 nm 半导体激光激发下的上转换发光现象, 发现在(Yb3 , Er3 )vZBLAN 玻璃样品上存在由Er3 离子间交叉弛豫导致的上转换发光随激光功率二次攀升的类雪崩上转换发光现象; 并且由稳态速率方程的数值计算得出与实验测量相吻合的结果: 当Er3 离子间的交叉弛豫P很小时, 上转换发光是随抽运激光功率的增强而逐渐趋向饱和的; 当P 较大时, (Yb3 , Er3 vZBLAN 玻璃由于Yb3 和Er3 离子间的交叉能量传递速率很大, 致使Er3 离子的上转换激发速率R很大, 造成上转换发光在达到饱和之前出现一个陡升, 这就是实验观察到的由类雪崩效应导致的上转换发光随激光功率二次攀升的现象。     

Infrared quantum cutting conversion luminescence of Tb(0.7)Yb(3):FOV

The infrared quantum cutting of oxyfluoride nanophase vitroceramics Tb(0.7)Yb(3):FOV has been studied in the present paper. The actual quantum cutting efficiency formula calculated from integral fluorescence intensity is extended to the case of Tb(0.7)Yb(3):FOV. The visible and the infrared fluorescence spectra and their integral fluorescence intensities are measured from static fluorescence experiment. Lifetime curve is measured from dynamic fluorescence experiment. It is found that the total actual quantum cutting efficiency η of the excited ⁵D₄ level is about 93.7%, and that of excited (⁵D₃, ⁵G₆) levels is 93.5%. It is also found that the total theoretical quantum cutting efficiency upper limit η_x%Yb of the 485.5 nm excited <⁵D₄ level is about 121.7%, and that of 378.5 nm excited (⁵D₃, ⁵G₆) levels is 137.2%.     

含咔唑取代基喹啉铝衍生物的发光性能：一种潜在的多功能荧光传感材料

研究了一种含咔唑取代基喹啉铝(Alq₃)衍生物的发光性能。首先,研究了溶剂对其发光性能的影响。研究发现,在不同溶剂体系中,Alq₃衍生物在发光过程中均存在不同程度的能量传递;但是,溶剂影响Alq₃衍生物的空间结构和电子结构,进而影响能量传递效率,导致激发光谱、发射光谱、荧光效率和荧光寿命均不相同。其中,甲苯起到能量传递桥梁的作用;而DMF在一定程度上阻碍能量传递。与DMF结构类似的DMA作为电子给体加入到Alq₃衍生物溶液中,也起到了类似作用。另外,研究不同金属离子对Alq₃衍生物发光性能的影响发现,Fe3+和Cu2+可引起Alq₃衍生物的荧光猝灭,表明该Alq₃衍生物可以作为多功能荧光传感材料。     

Luminescence and scintillation properties of advanced Lu3Al5O12:Pr3+ single crystal scintillators

In this paper we present the luminescence and scintillation properties of Lu₃Al₅O₁₂:Pr (LuAG:Pr) single crystals with Pr³⁺ concentration of 0.13 wt %, grown by the Czochralski method. The light yield and energy resolution were measured under 662 keV γ-ray excitation. The dominant emission band peaking at 310 nm with a shoulder at 370 nm was observed in the photoluminescence spectrum. High light yield of 24,500 ph/MeV and an energy resolution of 5.3 % were obtained for a 6 × 6 × 2 mm³ LuAG:Pr sample. Light yield dependence on sample height and shaping time was measured. The estimated photofraction in pulse height spectrum and total mass attenuation coefficient at 662 keV γ-rays were also determined and compared with the theoretical ones calculated using the WinXCom program.     

Nanoparticles of: Synthesis and superparamagnetic properties

By using oil in water micelles, cobalt ferrite particles having an average diameter around 3 nm were synthetised. These nanoparticles are characterized by the presence of cation vacancies and no Fe(II) is observed, as it has been described in literature previously. Chemical interfacial treatment allows to coat the particles with citrate derivatives. The magnetic properties of uncoated and coated particles strongly diluted in a polymer substrate are compared by magnetization measurements and ⁵⁷Fe M?ssbauer spectroscopy. The anisotropy constant is shown to be independent of coating, whereas the magnetization is found to be larger in the uncoated particles. Received 3 February 1998     

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.