共掺Na+的Yb3+∶CaF2晶体的荧光分析与低阈值激光运转

基于975nm激发的室温下荧光光谱测量，系统地研究了在新型钠、镱共掺的氟化钙晶体中钠离子的作用机理，分析了掺钠离子浓度与激光阈值的关系，获得了具有最低激光阈值的掺杂浓度优化配比. 激光实验表明对于2%Yb³⁺离子浓度的氟化钙，掺入3%的钠离子能够获得最低阈值的激光运转，这与理论和荧光分析完全一致. 关键词： 镱、钠共掺氟化钙 荧光光谱 激光阈值     

全光纤化2.8μm中红外被动调Q激光器数值分析

提出了一种实现全光纤中红外激光器脉冲运转的方法。利用氟化物玻璃中镝离子(Dy³⁺)的2.8μm波段的吸收截面与铒离子(Er³⁺)发射截面重合的特性,将掺镝氟化物光纤作为中红外波段的可饱和吸收体,实现2.8μm掺铒氟化物光纤激光器全光纤结构的被动调Q脉冲运转;通过在可饱和吸收体两端引入中心波长为3.1μm的光纤光栅,解决Dy³⁺上能级寿命较长所导致的高泵浦功率下Dy³⁺吸收饱和、进而导致被动调Q失效的问题。基于该结构建立了2.8μm被动调Q掺铒光纤激光器的速率方程模型,计算了可饱和吸收体的参数及其两端的谐振腔反馈条件对2.8μm激光器的脉冲运转功率和时间特性的影响。计算结果表明,通过在可饱和吸收体两端引入光纤光栅可以加快可饱和吸收体的恢复过程,使激光器能够在高泵浦功率下保持调Q脉冲运转。     

共掺Na+的Yb3+:CaF2晶体的荧光分析与低阈值激光运转

基于975nm激发的室温下荧光光谱测量,系统地研究了在新型钠、镱共掺的氟化钙晶体中钠离子的作用机理,分析了掺钠离子浓度与激光阈值的关系,获得了具有最低激光阈值的掺杂浓度优化配比.激光实验表明对于2%Yb3+离子浓度的氟化钙,掺入3%的钠离子能够获得最低阈值的激光运转,这与理论和荧光分析完全一致.     

共掺Na~ 的Yb~(3 )∶CaF_2晶体的荧光分析与低阈值激光运转

基于975nm激发的室温下荧光光谱测量,系统地研究了在新型钠、镱共掺的氟化钙晶体中钠离子的作用机理,分析了掺钠离子浓度与激光阈值的关系,获得了具有最低激光阈值的掺杂浓度优化配比.激光实验表明对于2%Yb3 离子浓度的氟化钙,掺入3%的钠离子能够获得最低阈值的激光运转,这与理论和荧光分析完全一致.     

基于β相硒化铟的被动调Q及锁模掺镱光纤激光器（特邀）（英文）

利用层状半导体β相硒化铟作为可饱和吸收体,在掺镱光纤激光器中实现稳定的调Q及锁模运转。经测量该可饱和吸收体在1μm波段调制深度及非饱和损耗分别为47%及20%。将可饱和吸收体插入掺镱光纤激光器中,可获得53.42 kHz到217 kHz重频可调的调Q脉冲。其最窄脉冲宽度为630 ns,最大单脉冲能量为47.9 nJ。优化激光谐振腔后可进一步实现稳定的锁模输出,其重频为10.82 MHz,最大输出功率为51.2 mW,最大单脉冲能量为4.7 nJ。实验证明了β相硒化铟作为可饱和吸收体在近红外超快非线性光学方面的潜力。     

镱钠共掺氟化钙锁模激光器产生190 fs光脉冲

在半导体激光器高功率抽运的镱、钠共掺氟化钙(Yb, Na:CaF₂)激光器中, 通过对晶体的负热透镜效应的数值模拟,进行激光器腔型的调节和优化,使得该激光器在采用2%的耦合输出镜和吸收抽运功率为7.8 W的条件下,获得了脉冲宽度为190 fs、平均输出功率为503 mW、中心波长为1034 nm、重复频率为82.4 MHz的连续锁模脉冲序列. 如果计算晶体表面反射等其他形式的泄漏输出,激光器的总平均输出功率为905 mW. 关键词： Yb 2晶体')" href="#">Na:CaF₂晶体 激光二极管抽运 飞秒激光     

Yb∶Er共掺杂对掺铒光纤激光器中自脉冲行为的抑制作用

为了进一步提高镱铒共掺杂光纤激光器的实用性 ,对镱铒掺杂光纤激光器的自脉冲现象进行了理论分析。利用掺杂光纤中铒离子对的可饱和吸收的作用而引起自脉冲运转及离子对互作用模型作为理论基础建立系统模型 ,通过理论计算分析了共掺杂镱后掺铒光纤的有效抽运速率 ,证明了镱铒共掺杂可以提高有效抽运速率。使用这种光纤 ,可以使抑制光纤激光器中离子对导致的自脉冲效应所需的抽运功率水平大大降低。半导体激光器输出的抽运功率足以抑制由离子对导致的自脉冲 ,提供稳定激光运转。在研制稳定单频或高重复频率锁模光纤激光器方面 ,这种可用激光二极管抽运的镱铒共掺光纤具有很大的潜力。     

Yb：Er共掺杂对掺铒光纤激光器中自脉冲行为的抑制作用

为了进一步提高镱铒共掺杂光纤激光器的实用性，对镱铒掺杂光纤激光器的自脉冲现象进行了理论分析。利用掺杂光纤中铒离子对的可饱和吸收的作用而引起自脉冲运转及离子对互作用模型作为理论基础建立系统模型，通过理论计算分析了共掺杂镱后掺铒光纤的有效抽运速率，证明了镱铒共掺杂可以提高有效抽运速率。使用这种光纤，可以使抑制光纤激光器中离子对导致的自脉冲效应所需的抽运功率水平大大降低。半导体激光器输出的抽运功率足以抑制由离子对导致的自脉冲，提供稳定激光运转。在研制稳定单频或高重复频率锁模光纤激光器方面，这种可用激光二极管抽运的镱铒共掺光纤具有很大的潜力。     

多模式输出掺镱光纤激光器的实验研究

实验研究了环行腔掺镱光纤激光器的运行特性.发现在由未完全泵浦的掺镱光纤充当的慢可饱和吸收体与偏振控制器和偏振敏感型隔离器所组成的等效快可饱和吸收体的共同作用下,仔细调节偏振控制器的角度与泵浦功率的大小,掺镱光纤激光器可分别稳定地工作在连续、调Q、调Q锁模和连续锁模多种运转方式.对于不同的运转方式,从原理上给予了一定的解释,并对各种运转方式的工作条件进行了详细研究.由于其具有全光纤结构,且腔内不含任何主动器件,同时有良好的稳定性.     

双包层掺镱光纤激光器连续和调Q运转的实验研究

采用布拉格光纤光栅作为谐振腔,实现了980 nm半导体激光器端面泵浦下的双包层掺镱光纤激光器的连续和调Q运转.连续激光实验结果表明,在泵浦功率固定时,增益光纤存在激光输出功率最大情况下的最佳长度,当泵浦功率增大时,最佳增益光纤长度也随之增加.采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体,插入增益光纤与布拉格光纤光栅之间,实现了光纤激光器的稳定被动调Q运转.当泵浦功率为2.87W时,得到了最小脉冲宽度33 ns、重复率38.5 kHz的脉冲序列;随着泵浦功率进一步增大,出现不稳定的调Q锁模现象.     

Ca2SiO4:Dy3+材料的制备及其发光特性

采用高温固相法制备了Ca₂SiO₄:Dy³⁺发光材料.在365nm紫外光激发下,测得Ca₂SiO₄:Dy³⁺材料的发射光谱为一多峰宽谱,主峰分别位于486nm,575nm和665nm处;监测575nm发射峰,测得材料的激发光谱为一多峰宽谱,主峰分别位于331nm,361nm,371nm,397nm,435nm,461nm和478nm处.研究了Dy³⁺掺杂浓度对Ca₂SiO₄:Dy³⁺材料发射光谱及发光强度的影响,结果显示,随Dy³⁺浓度的增大,黄、蓝发射峰强度比(Y/B)逐渐增大,利用Judd-Ofelt理论解释了其原因;随Dy³⁺浓度的增大,Ca₂SiO₄:Dy³⁺材料发光强度先增大,在Dy³⁺浓度为4 mol%时到达峰值,而后减小,根据Dexter理论其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.研究了电荷补偿剂Li⁺,Na⁺和K⁺对Ca₂SiO₄:Dy³⁺材料发射光谱的影响,结果显示,不同电荷补偿剂下,随电荷补偿剂掺杂浓度的增大,Ca₂SiO₄:Dy³⁺材料发射光谱强度的演化趋势相同,即Ca₂SiO₄:Dy³⁺材料发射峰强度先增大后减小,但不同电荷补偿剂下,材料发射峰强度最大处对应的补偿剂浓度不同,对应Li⁺,Na⁺和K⁺时,浓度分别为4mol%,4mol%和3mol%. 关键词： 白光LED 2SiO₄:Dy³⁺')" href="#">Ca₂SiO₄:Dy³⁺ 发光特性 电荷补偿     

980 nm激发下Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-Al2O3粉末的上转换发光特性

通过固相反应法制备了Er³⁺/Yb³⁺共掺杂ZrO₂-Al₂O₃粉末的样品，并对样品在980nm激光激发下的上转换发光特性进行了研究.从发射光谱可以发现，在可见光范围内有3个强的发光带，一个位于654nm附近的红光带和两个分别位于545nm、525nm附近的绿光带，分别对应于Er³⁺离子的以下辐射跃迁：⁴F_9/2→⁴I_15/2、⁴S_3/2→⁴I_15/2、 ²H_11/2→⁴I_15/2.其中又以Er³⁺离子的⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁产生的红色荧光辐射最强.对其上转换发光机制进行了分析，发现这三个发光过程都是双光子过程.对样品粉末进行了XRD检测，发现ZrO₂主要以立方相为主，并且计算得到了这种立方结构的晶格常数.Al₂O₃固溶于ZrO₂中，Al³⁺嵌入ZrO₂后产生氧空位，导致ZrO₂晶体的对称性降低，这种结构变化更有利于提高上转换效率，即上转换发光强度增强. 关键词： 3+/Yb³⁺')" href="#">Er³⁺/Yb³⁺ 上转换 2-Al₂O₃')" href="#">ZrO₂-Al₂O₃ 荧光 稀土     

Structures and luminescence properties of Yb3＋ in the double perovskites Ba2YB＇O6 （B＇=Ta5＋, Nb5＋） phosphors

The Yb³⁺ doped Ba₂YB'O₆ (B'=Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) were prepared by high temperature solid-state reaction method, their structures were determined by x-ray diffraction and refined by Rietveld method. The diffuse reflection absorption, excitation and emission spectra of Yb³⁺:Ba₂YB'O₆ (B'=,Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) were measured at room temperature. Under the excitation of ultraviolet light, these phosphors exhibit broad charge transfer band emissions of TaO₆ or NbO₆ centre with large Stokes shift. The Yb³⁺ doped into these hosts are situated at Y³⁺ sites of cubic symmetry (O_h). The experimental energy levels of Yb³⁺ in Ba₂YTaO₆ and Ba₂YNbO₆ were determined by photoluminescence and diffuse reflection absorption spectra. Their wavefunctions and theoretical energy levels were obtained by diagonalising the Hamiltonian matrix. The experimental energy levels were fitted by Levenberg--Marquardt iteration algorithm to determine crystal field parameters. Then, the magnetic-pole transition line strengths of Yb³⁺:Ba₂YB'O₆(B'=Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) from (²F_5/2)Γ₈^- to the low-energy states were calculated.     

Upconversion luminescence of Tm^3＋/Yb^3＋ codoped oxyfluoride glasses

Novel oxyfluoride glasses are developed with the composition of 30SiO2-15Al2O3-28PbF2-22CdF2-0.1TmF3 - xYbF3 - （4.9 - x） AlF3（x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0） in tool fraction, Furthermore, the upconversion luminescence characteristics under a 970nm excitation are investigated. Intense blue, red and near infrared luminescences peaked at 453nm, 476nm, 647nm and 789nm, which correspond to the transitions of Tm^3＋： ^1D2 →^3F4, ^1G4 →^3H6, ^1G4 →^3F4, and ^3H4 →^3H6, respectively, are observed. Due to the sensitization of Yb^3＋ ions, all the upconversion luminescence intensities are enhanced considerably with Yb^3＋ concentration increasing. The upconversion mechanisms are discussed based on the energy matching rule and quadratic dependence on excitation power. The results indicate that the dominant mechanism is the excited state absorption for those upconversion emissions.     

LD抽运Er3+，Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器的理论分析和数值计算

研究了以Co²⁺:MgAl₂O₄晶体为饱和吸收体的LD抽运Er³⁺,Yb³⁺共掺磷酸盐玻璃激光器.针对双掺离子之间的能量传递和Er³⁺的多种跃迁过程，结合Co²⁺:MgAl₂O₄晶体中Co²⁺离子的饱和吸收特性，给出了详尽的速率方程，在其基础上进行了数值分析，分析了输出镜透过率、激光介质长度、谐振腔长度、腔内往返损耗、饱和吸收体长度对激光阈值、峰值功率、单脉冲能量以及脉冲宽度的影响.     

Tm3+/Yb3+共掺铋碲酸盐玻璃中的高效蓝色上转换荧光

制备了高折射率Tm³⁺/Yb³⁺共掺杂铋碲酸盐玻璃，利用棱镜耦合法测量出玻璃在632.8和1550nm波长处的折射率分别为2.0365和1.9795. 对玻璃的吸收、荧光和红外透过光谱展开了测试与分析，根据Judd-Ofelt理论对吸收光谱进行拟合，求得Tm³⁺的振子强度参数Ω_t(t=2，4，6)分别为3.90×10^-20, 2.03×10^-20和9.03×10^{-2 关键词： 3+}/Yb³⁺共掺')" href="#">Tm³⁺/Yb³⁺共掺 铋碲酸盐玻璃 光谱参数 上转换荧光     

Er3+及Er3+/Yb3+掺杂ZrO2-Al2O3的制备及发光性质

采用共沉淀法制备了纳米晶ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺发光粉体.所制备的粉体室温下具有Er3+离子特征荧光发射,主发射在绿光,其中位于547 nm、560 nm的绿光最强,并得出稀土离子与基质之间有能量传递.对不同煅烧温度下的样品研究表明:因不同温度下所制得的样品晶相不同.研究了纳米晶ZrO2-Al2O3∶Er3+及ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺/Yb³⁺的上转换发光,并分析了上转换的跃迁机制.发现ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺的绿光为双光子过程,而ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺、Yb³⁺的上转换光谱中,红光和绿光也为双光子过程,而极弱的蓝光为三光子过程.讨论了Er³⁺的浓度猝灭现象.最适宜掺杂浓度的原子分数为2%（Er³⁺/Zr⁴⁺）.     

Optical parameters of Nd3＋：Er3＋：yb3＋ co-doped borosilicate glasses and their energy transfers at high temperature

This paper reports that a series of Nd³⁺:Er³⁺:Yb³⁺ co-doped borosilicate glasses have been prepared and their absorption spectra measured. The J--O intensity parameters Ω_k (k=2, 4, 6), spontaneous radiative lifetime τ_rad, spontaneous transition probability A, fluorescence branching ratio β and oscillator strength f_ed of the Nd³⁺ ions at room temperature are calculated based on Judd--Ofelt (J--O) theory. The temperature dependence of the up-conversion photoluminescence characteristics in a Nd³⁺:Er³⁺:Yb³⁺ co-doped sample is studied under a 978 nm semiconductor laser excitation, and the energy transfer mechanisms among Yb³⁺, Er³⁺ and Nd³⁺ ions are analysed. The results show that the J--O intensity parameters Ω₂ increase when the Nd³⁺ concentration of the Nd³⁺:Er³⁺:Yb³⁺ co-doped borosilicate glasses increases. The possibility of spontaneous transition is small and lifetimes are long at levels of ⁴F_5/2 and ⁴F_3/2. The intensity of Nd³⁺ emissions at 595, 691, 753, 813 and 887 nm are markedly enhanced when the sample temperature exceeds 400 K. The reasons being the cooperation of the secondary sensitization from Er³⁺ to Nd³⁺ and the contribution of a multi-phonon.     

Tm3+离子掺杂的钨酸钇钠晶体中浓度猝灭效应的研究

测量了Tm³⁺离子不同浓度(0.5at.%, 3 at.%, 5 at.%)掺杂的NaY(WO₄)₂晶体在800nm激光二极管激发下的上转换发射光谱.结合吸收谱、荧光谱和由Judd-Ofelt理论计算的光谱参数，详细分析了Tm³⁺:NaY(WO₄)₂晶体中上转换能量传递机理和离子浓度对上转换发射的影响.讨论了四种影响上转换发光效率的离子间相互作用机理：³H₅+¹G₄→³H₆+¹D₂，³H₅+³H₅→³H₆+³F₃，¹G₄+³H₆→³F₄+³F₃，¹G₄+³H₆→³F₃+³F₄，并根据Miyakawa-Dexter理论定量计算了各过程的发生概率.论证了交叉弛豫和共协上转换等浓度猝灭效应是影响Tm³⁺离子蓝色上转换荧光发射效率的主要因素. 关键词： 3+离子')" href="#">Tm³⁺离子 4)₂晶体')" href="#">NaY(WO₄)₂晶体 上转换 浓度猝灭