氟锆酸盐玻璃中Tm^3＋和（Tm^3＋＋Ho^3＋）离子的光谱研究

给出氟锆酸（ＺＢＬＡＮ）玻璃中＾Ｔｍ＾３＋和Ｈｏ＾３＋离子的Ｑｔ参量，并与氧化物玻璃中Ｔｍ＾３＋和Ｈｏ＾３＋的Ｑｔ参量进行了比较，用３７５ｎｍ和４６８ｎｍ波长激发单掺ＺＢＬＡＮ中Ｔｍ＾３＋离子，获得来自Ｄ，２，＾３Ｈ４，Ｇ４能级不同发射波长的发光强度随掺杂浓度的变化，而用小于１μｍ的激发波长激发发单掺Ｔｍ＾３＋或Ｈｏ＾３＋样品，获得近红外区发射光谱。文中给出掺杂浓度对于Ｔｍ＾３＋和Ｈｏ＾＋近红外区     

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。     

YAG晶体中Tm^3＋离子的荧光特征分析

计算了ＹＡＧ晶体中Ｔｍ＾３＋离子辐射跃迁几率Ａｉｊ，无辐射跃迁几率Ｗｉｊ，交叉弛豫几率Ｐ，荧光寿命τｉ和荧光分支比βｉｊ等荧光特征参量，并利用这些值及跃迁速率方程讨论了＾３Ｆ４能级荧光强度与掺杂浓度的关系，得出当激发光的泵浦速率从１０＾２～１０＾６ｓ＾－１时，Ｔｍ＾３＋离子的最佳相对浓度Ｘｏｐ在４．９～６．４％之间。     

新型Tm^3＋掺杂的MFT玻璃上转换发光特性

设计并制备了一种Ｔｍ＾３＋掺杂的以多种氟化物为调整剂的碲酸盐玻璃材料,研究了Ｔｍ＾３＋离子上转换发光强度与掺杂浓度的关系,测量不同波长的红外光激发下Ｔｍ＾３＋离子的上转换发光,及其在可见范围内的吸收光谱,测量了上转换发光的斜率效率。     

Tm^3＋和Yb^3＋共掺五磷酸盐非晶中的间接敏化上转换

本文报道在约７９８ｎｍ的半导体激光泵浦下，Ｔｍ＾３＋，Ｙｂ＾３＋共渗五磷酸盐非晶的蓝光发射。激光被样品吸收而直接激发Ｔｍ＾２＋离子至＾３Ｆ４能级。从Ｔｍ＾３＋向Ｙｂ＾３＋的能量传递，接着从Ｙｂ＾３＋向Ｔｍ＾３＋的能量传递把Ｔｍ＾３＋离子激发至＾１Ｇ４能级。分析表明，声子在上转换过程中起了很大作用。     

（LaO）3BO3中Eu^3＋和Sm^3＋的光致发光

研究了紫外光激发下，（ＬａＯ）３ＢＯ３基质中Ｅｕ＾３＋和Ｓｍ＾３＋的光谱性质，Ｅｕ＾３＋和Ｓｍ＾３＋的电荷迁移激发带及发光强度随组成和结构变化的规律性，并探讨了Ｅｕ＾３＋和Ｓｍ＾３＋自身浓度猝灭的机理。     

MAl2O4：Eu^2＋,RE^3＋,长余辉发光性质的研究

研究鳞石英结构碱土铝酸盐ＭＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ＾２＋,ＲＥ＾＋（Ｍ＝Ｍｇ,Ｃａ,Ｓｒ,Ｂａ：ＲＥ＝Ｙ,Ｌａ,Ｃｅ,Ｐｒ,Ｎｄ,Ｓｍ,Ｇｄ,Ｔｂ,Ｄｙ,Ｈｏ,Ｅｒ,Ｔｂ,Ｄｙ,Ｈｏ,Ｅｒ,Ｔｍ,Ｙｍ,Ｙｂ,Ｌｕ）的荧光及长余辉发光性质。其发光由Ｅｕ＾２＋的４ｆ－５ｄ跃迁产生。ＲＥ＾３＋作为辅助激离子,提供合适的陷阱能级。即使用ＲＥ＾３＋的特性波长激发,在ＭＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ＾３＋的发光中也观察不到ＲＥ＾３     

798 nm半导体激光激发下Yb3+, Tm3+:ZBLAN玻璃的上转换发光

在用７９８ｎｍ半导体激光直接激发Ｔｍ＾３＋离子至＾３Ｆ４能级时,Ｔｍ＾３＋和Ｙｂ＾３＋共掺的锆系氟化物（Ｔｍ＾３＋,Ｙｂ＾３＋;ＺＢＬＡＮ）玻璃中观测到了较强的上转换蓝光。分析了发光机理：Ｔｍ＾３＋离子把能量传递给Ｙｂ＾２＋离子,被激发的Ｙｂ＾３＋离子又把能量传递给Ｔｍ＾３＋离子,从而把Ｔｍ＾３＋激发至发射蓝光的能级＾１Ｇ４和＾１Ｄ２。对这种泵浦机制的特点进行了讨论。     

YAG晶体中Ce^3＋对Er^3＋的敏化作用

通过求解（Ｃｅ，Ｅｒ）：ＹＡＧ和Ｅｒ：ＹＡＧ的能级跃迁速率方程，讨论了Ｃｅ＾３＋对Ｅｒ＾３＋离子的敏化作用。表明掺Ｃｅ＾３＋可增强Ｅｒ＾３＋离子１．６６μｍ波长的激光强度，但仅改变了１．６６μｍ波长激光粒子数反转，即Ｎ２（＾４Ｉ１２／２）〉Ｎ１（＾４Ｉ１５／２）与Ｅｒ＾３＋离子浓度的关系。     

LaCl3：Pr^3＋,U^3＋中能量上转换机理的研究

首次在ＬａＣｌ３：Ｐｒ＾３＋，Ｕ＾３＋中观察到了能量上转换现象，当用６１５．４ｎｍ的红光激发时，ＬａＣｌ３：Ｐｒ＾３＋，Ｕ＾３＋有很强的蓝光以射，反斯托克斯荧光来自于Ｐｒ＾３＋的＾３Ｐ０→＾３Ｈ４的跃迁，主峰位于４８９．２ｎｍ。通过测量上转换荧光的发光衰减曲线以及发射强度对激发光强度的信赖关系，发现能量上转换是通过两个过程实现的，一是Ｕ＾３＋到Ｐｒ＾３＋的交叉弛豫能量传递Ｕ＾３＋：＾４Ｉ１１／２（     

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。     

锗酸盐玻璃中Yb3+/Tm3+/Ho3+掺杂浓度对2 μm发光的影响

为了研究锗酸盐玻璃中采用Yb3+/Tm3+/Ho3+三掺杂方式实现2 μm激光的可行性,研究了3种稀土离子的掺杂浓度对近2 μm发光的影响,从而对稀土离子掺杂浓度进行优化选择以确定理想的掺杂浓度.实验结果表明,在TmF3掺杂摩尔分数为1%时,随着Yb3+浓度的提高Ho3+的2 μm荧光强度增强;当TmF3掺杂摩尔分数为3%时,随着Yb3+浓度的提高Ho3+的2 μm荧光强度降低;随着Yb3+浓度的提高,Tm3+的近2 μm荧光发射会得到增强,且当Tm3+浓度较高时其发光更为明显,这相对削弱了Ho3+的2 μm荧光.Ho3+2 μm发光受Tm3+/Ho3+的浓度比值影响很大,即用980 nm光抽运三掺杂样品,无论Tm3+浓度单一提高还是Ho3+浓度单一降低,对于Ho3+的2μm荧光都是不利的.     

Tm3+掺杂SiO2-Al2O3-PbF2-AlF3玻璃的光谱特性

用高温熔融法制备了不同Tm3 摩尔分数掺杂的摩尔分数比为0.3(SiO2)…0.1(Al2O3)…0.1(AlF3)…0.5(PbF2)…x(Tm2O3)(摩尔分数x=0.5%,1.0%,2.0%,3.0%)玻璃。从吸收光谱特性出发,应用Judd-Ofelt理论,计算得到了Tm3 的J-O强度参量(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3 各激发能级的自发辐射跃迁概率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量。在808nm波长的激光二极管激发下,研究了不同Tm3 掺杂摩尔分数下玻璃在约1.47μm与约1.8μm处的荧光特性,在掺杂摩尔分数约达到2.0%时,在1.8μm处的荧光强度达最大,然后随着掺杂摩尔分数的增大,其荧光强度反而降低。作者从Tm3 的交叉弛豫与摩尔分数猝灭效应解释了这一荧光强度变化的规律,同时,根据McCumber理论计算了Tm3 跃迁3H6→3F4的吸收截面和跃迁3F4→3H6的受激发射截面。     

ZBLAN玻璃中Nd3+,Tm3+,Yb3+的上转换发光特性

采用高温固相法制备了Nd,Tm和Yb掺杂的ZBLAN玻璃上转换材料.Tm3+,Yb3+的摩尔浓度分别固定为0.01%,0.3%,Nd3+摩尔浓度变化范围为0.1%～2%.在室温下,测试了样品在300～1 000nm间的吸收光谱.在798 nm近红外光激发下,测试了样品的上转换光谱.实验发现,样品在798 nm红外光激发下发出了较强的多波段(红,蓝和绿)的可见光.由上转换可见光各波段的发射谱线,给出了能级跃迁机制.蓝光主要来源于Tm3+的激发态1G4到基态3H6的跃迁,绿光来源于Nd3+的2H7/2到基态4I9/2的跃迁,红光来源于Nd3+的2H11/2到基态4i9/2的跃迁.研究发现,在Nd3+,Tm3+,Yb3+:ZBLAN玻璃样品中存在激发态吸收,能最转移和交叉弛豫等上转换过程.其发光机理是Nd3+,TM3+和Yb3+离子之间的能量转移.根据Nd3+摩尔浓度不同其上转换发光强度不同,分析了掺入稀土的浓度对上转换发光效率的影响.当Nd3+浓度为1.5%(摩尔分数)时上转换发光最强,大于1.5%后发光开始减弱.     

Tm~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂的镓锗酸盐玻璃光谱性能及能量传递

采用熔融淬冷法制备得到透明的Tm~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂镓锗钠玻璃。对比研究了808 nm和980 nm激发下Tm_2O_3含量对样品可见-红外光学光谱特性的影响。结合稀土离子能级结构,分析了Tm~(3+)、Er~(3+)和Yb~(3+)离子之间的能量传递机制。结果表明:在808 nm和980 nm的激发下,Tm~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂样品中均观察到了473,655,521,544 nm的蓝、红和绿光。在808 nm激发下,随着Tm~(3+)浓度的增加,Tm~(3+):1 800 nm和Er~(3+):1 530 nm发射强度的比率I1.8/I1.53逐渐增大。由于在Tm~(3+)和Er~(3+)间的能量传递有效地改变了红光和绿光的发射强度,473,521,655 nm的发光强度呈现先升高再降低的趋势,在Tm_2O_3掺杂摩尔分数为0.3%时达到最大值。而在980 nm激发下,由于Yb~(3+)对Er~(3+)和Tm~(3+)的能量传递起主要作用,使得其上转换红光(655 nm)、绿光(521 nm和544 nm)和蓝光(473 nm)的发光强度高于808 nm激发下的上转换发光。     

α-TeO2∶Tm3+,Ho3+,Yb3+纳米材料的红绿蓝色上转换发光（英文）

利用简单的水热合成法成功制备出α-TeO2∶Ho3+,Yb3+、α-TeO2∶Tm3+,Yb3+和α-TeO2∶Tm3+,Ho3+,Yb3+纳米材料,用980 nm的近红外光作为激发光源测定了样品的室温上转换发射光谱。结果表明:样品α-TeO2∶Ho3+,Yb3+分别发射绿光(545 nm)和红光(651 nm),分别对应于Ho3+离子的5S2→5I8和5F5→5I8能级跃迁。随着Yb3+的摩尔分数从5%增加到15%,样品在545 nm处的绿光强度明显变大,发光颜色由黄光向绿光转变。样品α-TeO2∶Tm3+,Yb3+在476 nm处发射出蓝光,对应于Tm3+离子的1G4→3H6能级跃迁,两个弱红光峰(651,675 nm)分别对应于Tm3+离子的1G4→3F4和3F2→3H6能级跃迁。随着Yb3+离子浓度的提高,蓝光与红光的相对强度也在显著提高。基于可调控性蓝光、绿光和红光的产生,α-TeO2∶Tm3+,Ho3+,Yb3+纳米材料能产生不同颜色的光,包括白光。     

Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃的上转换白光发射及其机理研究

采用高温熔融法分别制备了Yb3+/Ho3+,Yb3+/Tm3+和Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺的碲酸盐玻璃。在980nm红外激光激发下,Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺的玻璃样品显示了强的蓝光、绿光和红光发射,分别对应于Tm3+的1 G4→3 H6跃迁、Ho3+的5 F4(5 S2)→5I 8跃迁以及Ho3+的5 F5→5I 8和Tm3+的1 G4→3 F4跃迁。通过对比发现,Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺样品中的红、绿光积分发射强度比值(3.95)明显大于Yb3+/Ho3+共掺样品(1.69),这是由于Ho3+和Tm3+间存在交叉弛豫过程3 H4(Tm3+)+5I 6(Ho3+)→3 F4(Tm3+)+5 F5(Ho3+)和3 F4(Tm3+)+5I 8(Ho3+)→3 H6(Tm3+)+5I 7(Ho3+)所致。在激发功率密度为8.2 W.cm-2时,Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺样品的上转换发光色坐标值为x=0.345,y=0.338,非常接近于等能白光(x=0.333,y=0.333)。     

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Ωt(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τrad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980nm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+∶3 F4→3 H6能级间跃迁的1.8μm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.     

Tb，Tm：YVO4晶体的激光性能分析

Tm：YVO4和Tb，Tm：YVO4晶体中激活离子之间或激活离子与敏化离子间的交叉弛豫、与无辐射跃迁及激光上能级的辐射跃迁的几率是相近的，对这种双掺离子晶体的激光阈值理论估算式中必须同时考虑离子间交叉弛豫。从激活离子能级跃迁速率方程和激光、抽运光传输方程推导出端面抽运的包含交叉弛豫几率等光学参量的激光阈值的理论估算式。用这些方程讨论了Tm：YVO4和Tb，Tm：YVO4的1．5μm和1．9μm波长的激光性能，并论述了Tb3 离子的作用。结果表明。Tb3 离子的的掺入，增加1．5μm波段激光的强度，降低阈值能量，但对1.9μm波长激光有负面作用。