Pr3+ 掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷的光谱特性

用不同的激发波长532,514.5,476.5 nm,研究稀土Pr³⁺ 掺杂的透明氟氧化物玻璃陶瓷中Pr³⁺ 在LaF₃ 微晶环境和玻璃环境中的不同的荧光行为。对于微晶中的Pr³⁺ 离子,当用532 nm 和514.5 nm激发玻璃陶瓷时,观察到从³P₀ 能级到³H₅ 能级的发射,和¹D₂ 能级到基态³H₄能级,³P₀ 能级到³H₆ 能级的发射。我们认为微晶中Pr³⁺ 离子的³P₀ 能级上的电子布局是依靠电声子耦合-多声子辅助来实现的。为了进行比较,用476.5 nm 共振激发玻璃及微晶中Pr³⁺ 离子的³P₀ 能级,观察到³P₀ 能级到很多低能级如:³H₅、 ³H₆、³F₂的跃迁。而当在532 nm 和514.5 nm 非选择激发时,只有 ³P₀ 能级到³H₅ 能级的发射存在。我们认为这是由于不同的激光波长选择激发了不同环境中的Pr³⁺ 离子,532 nm 和514.5 nm 激发线选择激发了电声子耦合环境强中Pr³⁺ 离子。不同Pr³⁺ 离子掺杂摩尔分数分别为0.005%,0.05%,0.5%的发射光谱的研究还表明,这些电声子耦合环境强中的Pr³⁺ 离子浓度很高,很容易发生浓度猝灭现象。最后,用拉曼光谱研究了这类玻璃陶瓷的结晶性为和振动特性。     

Er3+在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据ErYb共掺氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱，用Jubb-Ofelt理论计算了强度参量，产并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量。     

Nd3+离子掺杂氧化物玻璃的光谱性质

高温熔融法制备了69.5B2O3-20Li2O-(10-χ)CaO-χPbO-0.5Nd2O3(χ=1,3,5,7,mol%)和68.5Li2O-(29-φ)CaO-φAl2O3-2La2O3-0.5Nd2O3(φ=3,7,10,15,mol%)玻璃,测量了玻璃样品的吸收和发射光谱(800nm激光二极管激发),从吸收光谱出发,应用Judd-Ofelt理论获得了Nd3+光学跃起的强度参数。根据强度参数和发射光谱,计算了Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe。结果显示,在B2O3-Li2O-CaO-PbO-Nd2O3系统中随着CaO的减少和PbO的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2增大,表明样品的对称性降低;强度参数Ω6也增大,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强降低;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe的大小和荧光强度都减小。在Li2O-CaO-Al2O3-La2O3-Nd2O3系统中,随着CaO的减少和Al2O3的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2减小,说明样品的对称性增加;强度参数Ω6减小,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强增强;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面的大小和荧光强度也都减小。     

氟氧化物玻璃材料中Er3+的光谱性质

利用J－O理论计算了Er3 掺杂的氟氧化物玻璃材料MFT的光学性质,得到了一些能级间跃迁的振子强度,跃迁几率,分支比,及寿命等数据,并通过实验测量了吸收光谱,激光发光谱和发射光谱等。     

Tm~(3+)在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据Tm掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱 ,用Judd Ofelt理论计算了强度参量 ,并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量。     

Tm^3＋在氟氧化物玻璃陶瓷中的光普性质

根据Tm掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱,用Judd-Ofelt理论上计算了强度参量,并由此计算了激发能极的自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支和积分发射截面等光谱参量。     

Yb3+掺杂硅酸盐玻璃的制备及光谱性质

采用高温熔融工艺制备了Yb3 掺杂硅酸盐玻璃.玻璃的非线性折射率n2小(1.62),转变温度和软化温度低(分别为540℃和585℃).测试了玻璃的吸收光谱和发射光谱,计算了Yb3 的积分吸收截面和受激发射截面及荧光寿命.吸收光谱曲线表明:吸收区域为850～1 100 nm,主峰位于975 nm,次峰位于908和944 nm;荧光光谱曲线表明:中心峰值为1 010 nm,荧光线宽为65.5 nm.积分吸收截面和受激发射截面及荧光寿命分别为3.44×104 pm3,0.710 pm2,1.05 ms.玻璃的常规性能测试和光谱特性研究表明,所制备的玻璃材料能够满足激光玻璃的使用要求.     

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。     

Er~(3+)掺杂高氟浓度透明氟氧化物玻璃陶瓷的微观结构和光谱性质

研究了Er~(3+)掺杂的高氟浓度的透明氟氧化物玻璃陶瓷的微观结构和光谱性质.采用不同条件制备了两组初始组分为50SiO_2-45PbF_2-5PbO-1ErF_3的样晶,利用氟离子电极对实验样品的最终氟含量进行测定,表明了烧结过程中坩埚加盖可以有效地增加最终生成样品的氟含量.对样品进行了X射线衍射、透射电镜、吸收光谱以及上转换光谱的测试,结果显示,与低氟含量的先驱样品为非晶态不同,高氟含量的先驱样品中出现了β-PbF_2结晶,高分辨透射电镜像表明该结品为球形且颗粒尺寸大约在10～15 nm.吸收光谱、J-O参数和上转换光谱进一步证明了高氟含量的先驱样品中Er~(3+)存在于玻璃基质和β-PbF_2微晶中.退火后,玻璃基质中的Er~(3+)进入了PbF_2微晶中,显示了比退火前强的上转换发光强度.     

Yb3+掺杂四磷酸盐玻璃光谱研究

制备了Yb³⁺掺杂四磷酸盐玻璃,以实测的吸收光谱及荧光光谱计算了Yb³⁺在四磷酸盐玻璃中各光谱性能参数和激光性能参数,以荧光捕获效应讨论了倒易法和Fuchtbaucr-Ladenbury公式之间的计算差异.此外,还进一步讨论了Yb³⁺在四磷酸盐玻璃中各性能参数的浓度效应以及OH基对Yb³⁺发光的影响.研究表明Yb³⁺掺杂四磷酸盐玻璃具有相当优良的光谱和激光性能参数. 关键词： 3+掺杂')" href="#">Yb³⁺掺杂 四磷酸盐玻璃 光谱性质     

掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的研究

本文报道了掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的比较研究．研究发现当0G5能级到0＆能级及之间的能级被激发的时候,大多数的粒子数容易无辐射弛豫到（5F4^5S2）能级．在（0F40＆）能级,由很强的ET7-ETaYb{5F4（Ho）→5I6（Ho）,2F7／2（Yb）→2F5/2（Yb））交叉能量传递渠道,导致Ho3＋离子的粒子数被无损耗的交叉能量传递到5I6能级,同时Yb3＋离子从基态2F7／2能级被激发到2F5/2能级,它导致了两个能被晶体硅有效吸收的红外光子,即一个（1153am,1188am）的红外光子和另一个（973．0nm,1002．0nm）的红外光子,因此出现了显著的双光子一级红外量子剪裁．最后,该文计算了Ho（0．5）Yb（1）：FOV和Ho（0．5）Yb（10．5）：FOV的交叉能量传递效率为ηtr,1％Yb（5FS2）=29．2％,‰,10．5％Yb（5F4^5S2）=99．2％和它们的共合作能量传递效率为ηtr,1％Yb（5F3）=4．18％,ηtr,10．5％Yb（5F3）=75．3％;而它们的双光子量子剪裁效率的理论上限值依次为ηCR,1％Yb（5F4^5S2）=129．2％,ηCR,10．5％Yb（5F4^5S2）=199．2％和ηCO,1％Yb（5F3）=104．18％,ηCO,10.5％Yb（5F3）=175．3％．因此发现了一级红外量子剪裁有比二级红外量子剪裁高较多的概率．该项研究对太阳能电池效率的提高很有意义．     

掺铒重金属氧氟硅铋酸盐玻璃的光谱性质

研究了重金属氧氟硅铋酸盐玻璃 (50-x)SiO2 xBi2O3 50PbF2(x=0, 3, 5, 8, 10, 13, 15 mol%)中Er3+离子的吸收光谱、荧光光谱、荧光半高宽、荧光 寿命和热稳定性能.应用Judd Ofelt理论计算了玻璃的强度参数Ωt(t=2,4,6)，应用 McCumber计算了能级4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面. 结果发现荧光半高宽与Ω6有较大联系，Ω6越大，荧光半高宽越宽.对Er3+ 关键词： 重金属氧氟硅铋酸盐玻璃 光谱性质 Er3+离子 Judd Ofelt参数     

掺铒的纳米相氟氧化物玻璃陶瓷的多光子红外量子剪裁

研究了掺铒的纳米相氟氧化物玻璃陶瓷(Er(3):FOV)的红外量子剪裁现象,测量了红外和可见的Er(3):FOV的荧光光谱.结果发现光激发²H_11/2能级的⁴ I_13/2→⁴I_15/2荧光跃迁的近似量子剪裁效率已达约186.28%.计算了有关的无辐射弛豫速率、自发辐射速率和能量传递速率,分析了有关的能量传递动力学过程,发现     

Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性

研究了Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性。应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的三个强度参量Ωｔ (ｔ=2,4,6)，计算了Er3+离子的辐射跃迁几率，荧光支效率和自发辐射几率等光谱参量。 经荧光谱测试发现掺Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的荧光半高宽可达63nm ，应用McCumber理论计算了1.53μｍ处的受激发射截面，可达6.85×10-21 cm2。     

Experiments and analysis of infrared quantum cutting luminescence phenomena of Ho/Yb codoped nanophase oxyfluoride vitroceramics

The infrared quantum cutting phenomenon, which is an international hot research field, of Ho³⁺Yb³⁺: oxyfluoride vitroceramics (FOV) was studied in the present paper. It was found from the fluorescence spectroscopy experiments that the excitation spectrum of 973.0 nm fluorescence of Yb³⁺ ion is very similar to the absorption and excitation spectra of Ho³⁺ ion. It suggests that the energy transfer from Ho³⁺ ion to Yb³⁺ ion is very efficient. Then, all the possible important energy transfer passages were analyzed. It was found that the energy transfers {⁵G₄(Ho³⁺)→⁵F₅(Ho³⁺), ²F_7/2(Yb³⁺)→²F_5/2(Yb³⁺)} and {⁵F₅(Ho³⁺)→⁵I₇(Ho³⁺), ²F_7/2(Yb³⁺)→²F_5/2(Yb³⁺)} result in the effective two-photon quantum cutting 973.0 nm fluorescence of Yb³⁺ ion when ⁵G₄ or ³K₇ or the above energy level of Ho³⁺ ion are excited. Finally, the quantum efficiency η_QE,1%Yb=43.0% and η_QE,5%Yb=171.7% of two-photon quantum cutting was calculated for Ho(0.5)Yb(1):FOV and Ho(0.5)Yb(5):FOV respectively. This research would be beneficial for the enhancement of solar cell efficiency.     

高浓度掺Er3+铌酸锂晶体的光谱参数计算

用提拉法成功地生长了6mol%的高浓度掺铒铌酸锂晶体。测量了晶体的两个非偏振方向(X和Z)以及两个偏振方向(π和δ)的吸收光谱。高浓度掺铒铌酸锂晶体的吸收系数高,有利于提高泵浦效率。根据所测的吸收光谱用Judd-Ofelt理论拟合出了Er3 离子的强度参数Ωλ。所得的均方差结果显示偏振拟合的误差要小于非偏振拟合。利用偏振吸收数据计算了各能级跃迁的自发辐射跃迁几率(AJJ′)、辐射寿命(τ)、荧光分支比(β)和积分发射截面(σp)等参数,对计算结果进行了讨论并与其他文献的报道结果进行了比较。     

Tb3+掺杂的氟氧碲酸盐玻璃发光性能

用高温熔融法制备了Tb³⁺掺杂的氟氧碲酸盐玻璃样品,测试了不同Tb³⁺和Gd³⁺浓度玻璃样品的密度、透过光谱、以及380 nm紫外光和X射线激发的发光光谱.着重研究了玻璃中不同Tb³⁺和Gd³⁺离子含量对玻璃性能的影响规律及机理.结果表明:氟氧碲酸盐玻璃具有较大的密度,ρ大于5 g/cm³;增加Tb³⁺离子的浓度,可以有效提高样品的闪烁发光 关键词： 铽离子 氟氧碲酸盐玻璃 闪烁玻璃 发光性能     

Er3+单掺及Yb3+/Er3+双掺LaLiP4O12玻璃光谱性质研究

制备了Er3 +单掺杂及Yb3+/Er3+双掺杂四磷酸盐玻璃 ,测量了吸收光谱、荧光光谱 ,用McCumber理论计算Er3 +的发射截面 ,研究了其荧光特性、浓度猝灭及其机制、以及OH基对荧光强度和能量传递的影响 ,研究发现对四磷酸盐玻璃Yb3+的最佳浓度约为 1.82× 10 2 1ions/cm3,Er3+最佳浓度约为 0 .96× 10 2 0 ions/cm3。     

掺钕镉铝硅酸盐玻璃的Judd-Ofelt理论分析与光谱特性

以掺杂光子晶体光纤为介质的光纤激光器一直受到科研工作者的广泛关注,应用于光子晶体光纤纤芯的掺稀土元素玻璃的制备成为研制掺杂光子晶体光纤的关键问题。利用高温熔融工艺制备钕离子掺杂的40SiO_2-14Al_2O_3-(40-x)CdO-2Li2O-2K2O-2Na_2O-xNd_2O_3(x=0.07,0.14,0.21,0.35,0.42,0.56mol)重金属硅酸盐玻璃系统,测试了其吸收光谱和荧光光谱。采用Judd-Ofelt理论,计算了玻璃样品的强度参数Ωt(t=2,4,6)以及钕离子的自发辐射概率、荧光分支比、荧光辐射寿命等参数。利用测得的荧光光谱计算了钕离子能级跃迁4 F3/2→4 I11/2的受激发射截面及荧光有效线宽。结果表明:当掺Nd_2O_3的摩尔分数为0.42时,制备的镉铝重金属硅酸盐玻璃具有较大的受激发射截面和比较宽的荧光有效线宽,且与相关文献中的钕离子掺杂玻璃相比,具有良好的激光性能和增益性能,有望在研制掺杂光子晶体光纤中得到应用。