两种基质中Er~(3 )的上转换发光特性

合成了一种新型共掺杂Er3 和Yb3 的氟氧化物 (ZnF2 SiO2 基质 )材料 ,研究了Er3 在这种基质材料中的吸收和在 980nm激发下的上转换发光 ,并对比了同等激发条件下Er3 离子在ZBLAN玻璃和这种氟氧化物中的上转换发光特性。实验发现两种基质中Er3 离子吸收峰位置基本相同 ,但吸收强度明显不同。氟氧化物中Er3 离子的上转换发光强度要低于ZBLAN基质中Er3 离子的上转换发光强度 ,不同的是Er3 离子在氟氧化物基质中红光发射强度要强于绿光强度。分析了两种基质中Er3 的上转换发光机制 ,氟氧化物基质中Er3 离子红绿光发射均为双光子过程 ,ZBLAN基质中Er3 离子绿光发射为双光子过程 ,而红光发射为双光子和三光子混合过程。     

Er^3＋／Yb^3＋共掺杂AlF3基氟化物玻璃材料的频率上转换

Er^3 /Yb^3 共掺杂的AlF3基氟化物玻璃材料ABCY的制备及其上转换荧光性质。样品的组分为40AlF3-20BaF2-20CaF2-(20-2x-2y)YF3-xEr2O3-yYb2O3。在950nm连续LD激发下,观察到该材料很强的绿色上转换发光,研究了该体系的上转换机理,认为Yb^3 和Er^3 之间的APTE效应是最主要的上转换途径。解释了红、绿色上转换荧光强度比值增大的现象,指出了可能的交叉弛豫过程。用公式y=a(x-x0)^n对上转换荧光强度与LD工作电流的关系进行拟合,得到的结果与理论值很好地一致。     

用脉冲激光溅射法制备的Yb^3＋和Er^3＋共掺杂氟化物薄膜的上转换发光

脉冲激光溅射法（PLD）,作为一种制备高质量薄膜的方法,被广泛地用于制备超导、铁电等薄膜。用PLD法制备的Yb^3 和Er^3 共掺杂氟化物薄膜的上转换发光性质。在978nm LD激发下,薄膜发出强烈的橙色光,用日立－F4500光谱仪测量了其上转换发光光谱,观测到了Er^3 很强的^2H9/2→^4I15/2(408nm),^2H11/2→^4I15/2(520nm),^4S3/2→^4I15/2(550nm)和^4F9/2→^4I15/2(650nm)跃迁发射峰。给出了上转换发光强度随激发强度的关系,分析了其上转换发光机制及紫色上转换发光增强的原因。     

976nm激发下Tm^3＋／Yb^3＋共掺TiBa玻璃微球上转换发光的形貌共振

制备了Tm^3 /Yb^3 共掺高折射率TiBa玻璃微球,玻璃基材主要成分为：TiO2,BaCO3和SiO2,稀土（％,摩尔分数）掺杂0.5Tm2O3和3Yb2O3。用976nm激光激发测量了它们的上转换蓝光发射。利用光学微腔理论讨论了玻璃微球荧光光谱中的形貌共振,并用Mie理论公式对共振峰间隔进行了计算,实验结果与计算结果相符。     

温度对YLiF∶Er3+上转换发光的影响

研究了用水热法合成的YLiF4:Er^3 的上转换发光特性，用980nm的光激发样品时，得到了很强的绿光554nm和红光666nm，对应Er^3 离子不同能级的上转换发射为双峰发射，表明基质中Er^3 离子处于两种不同的格点上，改变测试温度时，样品的上转换发光强度随着温度的升高而下降，室温下，绿光的上转换机制是双光子和三光子混合过程，红光为双光子过程。     

用于1．54μm微片激光器的高Er^3＋／Yb^3＋共掺杂的氟铝酸盐玻璃

本文系统制备了980nm半导体崩浦的应用于1．54μm波段微片激光器的高Er^3 ／Yb^3 共掺杂的氟铝酸盐玻璃。通过玻璃的吸收光谱，发射光谱和上转换荧光光谱的测试，对其光学性质、浓度淬灭及其淬灭机制进行了分析和讨论。当玻璃中Er^3 离子掺杂浓度低于10mol％的情况下，浓度淬灭现象较弱，Er^3 ／Yb^3 共掺杂的氟铝酸盐玻璃在由于Er^3 离子^4 I13／2→4^I 15／2跃迁所引起的1．54μm波段的发射强度比Er^3 单掺杂的氟铝酸盐玻璃中的荧光强度要强。在Er^3 离子掺杂浓度高于10mol％的情况下，由于Er^3 与Yb^3 之间的反能量转移过程，Er^3 ／Yb^3 共掺杂的氟铝酸盐玻璃的1．54μm波段的荧光浓度淬灭效应比Er^3 离子单掺杂的情况下明显。在Er^3 离子掺杂浓度小于10mol％的情况下，实验中发现可获得1．54μm波段高发射效率的Er^3 与Yb^3 离子最佳摩尔浓度掺杂比例约为1：1。     

ZrO2：Er^3＋，Yb^3＋纳米晶的制备及Er^3＋离子能级在晶体场中的分裂

采用1，3-丁二醇低热结晶法制备了ZrO2：Er^3 ，Yb^3 纳米晶．常温下，用980nm的红外激光激发可以观察到很强的ZrO2：Er^3 ，Yb^3 纳米晶红光发射，用荧光光谱仪记录了该上转换光谱．X射线粉末衍射(XRD)结果表明，ZrO2：Er^3 ，Yb^3 纳米晶属于立方晶系．研究了纳米晶的上转换发光机理，根据晶体场理论对Er^3 的2个上转换能级进行了Stark分裂计算，对2个能级之间的谱线进行了归属，进一步证实了980nm激发Er^3 离子的上转换经历两个过程：一是连续吸收2个980nm光子的过程，二是吸收980nm光子，电子转移到亚稳态能级后，再吸收980nm光子的过程．     

SrF2晶体中Ho3+-Ho3+离子对的上转换发光研究

研究了在连续调谐以染料激光激发下,掺杂Ｈｏ＾３＋离子的ＳｒＦ２单晶中Ｈｏｌ＾３＋－Ｈｏ＾３＋对的上转换发光特性。Ｈｏ＾３＋－Ｈｏ＾３＋离子对的上转换发光主要分布于;强＾５Ｆ３→＾５Ｉ８跃迁４８０ｎｍ蓝色发射,较强＾５Ｓ２,＾５Ｆ４→＾５Ｉ８跃迁的５４０ｎｍ绿色发射。     

稀土上转换纳米发光材料研究进展

上转换纳米发光材料(UCNPs)是一种能在长波长光激发下发出短波长光的发光材料.在较多的研究中UCNPs在980 nm红外光激发下,能发出不同颜色的可见光,可以显著提高信噪比,所以UCNPs在三维立体显示、上转换激光器、红外探测、防伪识别、生物检测等诸多领域都具有广阔的应用前景.从稀土上转换纳米发光材料的基质和稀土离子及其光学性能方面概述了近几年稀土上转换纳米发光材料的研究进展.     

Tm3+/Yb3+共掺氧氯碲酸盐玻璃上转换发光研究

制备了Tm^3＋/Yb^3＋共掺氧氯碲酸盐玻璃, 研究了玻璃的热稳定性能、 Raman光谱和上转换发光光谱, 分析了上转换发光机制. 结果表明： 通过980 nm的激光二极管激发, 在室温下同时观察到强烈的蓝光（476 nm）和微弱的红光（649 nm）, 分别是Tm^3＋离子的1G4→3H6和1G4→3H4跃迁. 随氯化铅含量增加, 基质玻璃的热稳定性能增强, 基质玻璃的声子能量降低, 上转换蓝光和红光的强度增加. 表明Tm^3＋/Yb^3＋共掺氧氯碲酸盐玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料.     

Li+掺杂对TeO2:Tm3+/Er3+/Yb3+纳米材料上转换发光的增强作用

采用水热法制备了发白光的Li+掺杂α-TeO2∶Tm3+/Er3+/Yb3+和β-TeO2∶Tm3+/Er3+/Yb3+纳米上转换发光材料。采用X射线衍射、透射电镜和上转换发光光谱对制备的TeO2∶Tm3+/Er3+/Yb3+/Li+纳米材料进行表征,结果显示:Li+的掺入基本不改变纳米材料的晶型和结构;在980 nm近红外光的激发下,纳米材料发射出中心波长476 nm的蓝光,525 nm及545 nm的绿光和659 nm及675nm的红光,分别对应于Tm3+的1G4→3H6能级跃迁,Er3+的2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2能级跃迁,Er3+的4F9/2→4I15/2能级跃迁和Tm3+的3F2→3H6能级跃迁;Li+的掺入能够增大白光体系的发光强度,基本不改变纳米材料的白光颜色。此外,探讨了纳米材料的上转换发光机理。     

Er3+/Yb3+共掺纳米In2O3的制备及上转换发光

用低温溶剂热法以乙二醇为溶剂合成了Er3+和Yb3+共掺的In2O3纳米晶。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、漫反射光谱和上转换发光光谱对样品进行了分析。XRD和TEM结果表明,产物为纯的立方相In2O3结构,粒径约为30 nm;漫反射光谱显示了In2O3∶Er3+,Yb3+纳米晶在522、653和975 nm附近有3个吸收带;在980 nm近红外光激发下,样品发射出中心波长为525及555 nm的绿光和662 nm的红光,分别对应于Er3+的2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁;研究了Er3+和Yb3+离子的不同掺杂浓度对发光强度的影响,确定了Yb3+和Er3+离子的最佳掺杂浓度均为3%;双对数曲线显示绿光和红光的发射过程均为双光子吸收过程,对样品的上转换发光机制进行了初步讨论。     

La_(2.4)Mo_(1.6)O_8∶Yb~(3+),Er~(3+)材料的制备及其上转换发光性质

采用高温固相法制备了La_(2.4)Mo_(1.6)O_8∶Yb~(3+),Er~(3+)荧光粉。通过X射线衍射(XRD)和上转换发射光谱对样品进行了相结构和发光性质表征。XRD实验结果表明:合成的样品为面心立方萤石结构(Fm-3m)的La_(2.4)Mo_(1.6)O_8相。在980 nm红外光激发下,La_(2.4)Mo_(1.6)O_8∶Yb~(3+),Er~(3+)荧光粉发出分别来自Er~(3+)离子的~2H1_(1/2)→~4I_(15/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁的绿光(主峰为548和529 nm)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁的红光(主峰为670 nm)。进一步地,对样品中可能的上转换发光机制进行了讨论。     

Er3+，Ho3+和Tm3+在硫氧化钆中的余辉发光

The new Er^3 , Ho^3 and Tm^3 doped gadolinium oxysulfide phosphors with the long afterglow emission were synthesized by solid-state reaction method. The synthesized phosphors were characterized by X-ray diffraction. The excitation and photolumineseenee spectra, afterglow spectra and afterglow decay curve were examined by fluorescence spectroscopy. The afterglow spectra of Gd2O2S:Er^3 , Mg, Ti showed typical transitions of Er^3 at 528(2H11/2→4I15/2), 548 (^4S3/2 →^4I15/2) and 669 nm (^4F9/2→^4I15/2). In the afterglow spectra of Gd2O2S: Ho^3 , Mg, Ti,typical transitions of Ho^3 at 546 nm (^5S2→^5I8), 651 and 661 nm (^2F5→^5I8) were observed. In Gd2O2S:Tm^3 , Mg,Ti, the afterglow emission at 800 nm (^1G4→^3H5) of Tm^3 was seen. The meehnism and model of afterglow energy transfer were proposed.     

Upconversion Luminescence of SrTiO3:Er3+ Ultrafine Powders Produced by 785 nm Laser

Er3+ doped SrTiO3 ultrafine powders were prepared by solid state reaction in a molten NaCl flux. The structural properties were characterized by X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. The Stokes emission spectra of Er3+ in SrTiO3:Er3+ ranging from green to near infrared region were investigated under 514.5 nm laser excitation. The green and redupconverted luminescence spectra of Er3+ were measured under excitation into the 4I9=2 level by 785 nm laser. The upconversion mechanisms were studied in detail through laser power dependence and Er3+ ion concentration dependence of upconverted emissions, and results show that excited state absorption and energy transfer process are the possible mechanisms for the upconversion. The upconversion properties indicate that SrTiO3:Er3+ may be used in upconversion phosphors.     

水热合成LuF3∶Yb3+，Er3+微晶及其上转换发射与温度传感特性

通过在不同pH值下的简易水热法合成不同Yb³⁺离子（n_Yb³⁺/n_Lu³⁺=5%~15%）和Er³⁺离子（n_Er³⁺/n_Lu³⁺=1%~5%）掺杂浓度的LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺微晶荧光粉。发现pH值对正交相LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺的合成起着关键作用。在980 nm激发下,LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺荧光体呈现出以523 nm（²H_11/2→⁴I_15/2）和539 nm（⁴S_3/2→⁴I_15/2）为中心的强绿光上转换（UC）发射以及以660 nm（⁴F_9/2→⁴I_15/2）为中心弱红光上转换发射。通过使用X射线衍射（XRD）和光致发光（PL）分析测定了最强发射强度的Er³⁺和Yb³⁺的最佳掺杂浓度。浓度依赖性研究表明,达到最强的绿光上转换发光时最佳掺杂浓度为10% Yb³⁺,2% Er³⁺。通过改变泵浦功率来研究LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺荧光粉UC发光机制。通过980 nm二极管激光器在293~573 K的范围内研究了在523和539 nm处的2个绿光UC发射带的荧光强度比（FIR）的温度依赖性,发现在490 K得到最大灵敏度约为15.3×10^-4 K^-1。这表明LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺荧光体可应用于具有高灵敏度的光学温度传感器。     

Er3+，Yb3+共掺杂NaY(WO4)2上转换荧光粉的制备及其发光性能

应用传统水热法合成出具有四方白钨矿结构的NaY（WO₄）₂微米颗粒及一系列Er³⁺/Yb³⁺共掺杂NaY（WO₄）₂上转换荧光粉。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、粒度分布和上转换发光光谱对样品的物相、形貌及上转换发光性能进行分析表征。结果表明,pH值对于制备具有同一形貌的纯相NaY（WO₄）₂微米颗粒发挥重要作用。随着pH值的升高,可以完成从八面体到拟立方体再到片状颗粒的形貌转变。在980 nm近红外光激发下,观测到525及553 nm处的强绿光发射,对应Er³⁺的²H_11/2→⁴I_15/2与⁴S_3/2→ ⁴I_15/2跃迁,以及650~680 nm范围内的弱红光发射,对应Er³⁺的⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁,且绿、红光上转换发射均属于双光子过程。此外,通过调节NaY（WO₄）₂：Er³⁺,Yb³⁺荧光粉中Yb³⁺的浓度,可实现对绿光色度的有效控制。     

Nonradiative energy transfer from Tb3+ → Er3+ in calibo glass

Energy transfer studies have been made in a terbium-erbium coactivated calibo-glass system at room temperature and at liquid-air temperature. A study of the emission and decay of ⁵D₄ level of Tb³⁺ has been made by varying the acceptor (Er³⁺) concentration. Probabilities and efficiencies of energy transfer as well as donor-acceptor distances have been calculated. At low acceptor concentration the decay of the donor (Tb³⁺) emission has been found to be diffusion limited. At high acceptor concentration the mechanism governing the transfer is found to be dipole-dipole.     

Na(Y1.5Na0.5)F6:Yb3+/Er3+纳米棒的制备及其上转换发光特性

采用水热合成法,使用油酸作为乳化剂制备了Yb3+/Er3+共掺杂六角相Na(Y1.5Na0.5)F6纳米棒。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱等测试手段对所制备的样品进行表征。测试结果表明,Na(Y1.5Na0.5)F6纳米晶的晶格常数为a=b=0.600 nm,c=0.352 nm。在980 nm红外光激发下,Yb3+/Er3+共掺杂Na(Y1.5Na0.5)F6纳米棒发出从红光到近紫外的上转换荧光,其中红光、绿光和近紫外光分别对应于Er3+离子4F9/2→4I15/2,(2H11/2,4S3/2)→4I15/2和(2G11/2/2H9/2)→4I15/2的能级跃迁。详细讨论和分析了各荧光波段的上转换发射过程。