Bi离子掺杂GeO2-Al2O3-M(M=Na2O，BaO，Y2O3)玻璃的光学性质

用高温熔融法制备了Bi离子掺杂浓度为1mol%的GeO-B₂O₃-Na₂O (GBNB)，GeO₂-Al₂O₃-Na₂O(GANB)，GeO₂-Al₂O₃-BaO(GABB)和GeO₂-Al₂O₃-Y₂O₃(GAYB)玻璃.测定了样品玻璃的差热曲线、吸收、发射光谱及荧光衰减曲线.实验发现GBNB，GANB，GAYB，GABB的吸收边带逐步发生红移.由于这些吸收边带是由Bi³⁺的6s²电子到Bi⁵⁺ 6s⁰空轨道的跃迁引起.因此推断GBNB，GANB，GAYB，GABB玻璃中Bi⁵⁺离子的含量逐步增加.在GABB，GAYB，GANB三个样品中观察到发光中心约1220nm超宽带荧光发射.荧光强度从GABB，GAYB，GANB逐步减弱，荧光半高宽和荧光寿命逐步变小.这些超宽带的荧光归属为Bi⁵⁺离子的发光所致.从吸收与荧光光谱的变化，推断在GeO₂-Al₂O₃玻璃中引入BaO，Y₂O₃组分有利于Bi⁵⁺离子的形成.讨论了BaO，Y₂O₃化学组分对Bi离子在玻璃中的价态影响的内在机理. 关键词： 5+离子')" href="#">Bi⁵⁺离子 超宽带发光 吸收带 荧光寿命     

GeO2-Bi2O3-MOx(MOx=WO3,BaO)玻璃近红外超宽带发光的研究

(99.5-χ)GeO2-XBaO-0.5Bi2O3(χ=3,6,9mol%)与(99.5-(4))GeO2-(4)WO3-0.5Bi2O3((4)=3,6,9mol%)玻璃,测定了样品的发射光谱(800 nmLD激发)、吸收光谱、荧光衰减和差热曲线.实验结果表明,在GeO2-.WO3-Bi2O3系统玻璃中,随着WO3含量的增加,在1260 nm处的发光强度增强,荧光半高宽(FWHM)增宽,荧光寿命增长,而且玻璃的吸收边带发生明显的红移;在GeO2-BaO-Bi2O3系统玻璃中,随着BaO含量的增加,玻璃在1290 nm处发光强度增强,FWHM增宽,荧光寿命增长,吸收边带也有明显的红移.从吸收边带发生红移的情况,结合发射光谱和荧光衰减曲线特性,我们推断玻璃样品在近红外的宽带发光可能由Bi5+离子所引起.从荧光特性估算了玻璃的σ×τ和σp×△λ值,这些玻璃均具有较小的σp×τ和较大的σ×△λ特性,说明GeO2-Bi2O3-MOx(MOx=WO3,BaO)系统玻璃是研制成近红外(O到S波段)超宽带光纤放大器的良好材料.     

掺Bi的GeO2-Al2O3-Na2O玻璃的热学和光学性质

 用高温熔融法制备了96GeO-(3-χ)Al₂O₃-χNa₂O-1NaBiO₃ （将χ分别为0，0.5，1.5的玻璃命名为A1，A2，A3）和 96GeO-(3.5-ψ)Al₂O₃-ψχNa₂O-0.5Bi₂O₃（将ψ分别为0，0.5，2的玻璃命名为B1，B2，B3）玻璃。观察到样品在1 220 nm处（800 nm 激光二极管激发）的超宽带发光特性（半高宽约250 nm）。结果表明，以NaBiO₃形式引入Bi⁵⁺到玻璃原料中比以Bi₂O₃形式引入Bi³⁺到原料中得到的玻璃在1 220 nm处的发光强度大4.6倍，且荧光寿命和荧光半高宽也分别从280 μs和195 nm增加到了434 μs和275 nm。从A3，A2和A1的吸收边带的红移可初步推断出A3，A2及A1玻璃中Bi5+的含量逐步增加。总结吸收光谱与发射光谱的变化规律，认为Bi离子近红外高发射强度和宽荧光半高宽是由Bi⁵⁺的发光引起的。在两组玻璃中，热稳定性以及荧光发射截面积与荧光寿命的乘积值和荧光发射截面积与荧光半高宽的乘积值随着Na₂O含量的增加而增加。     

Eu3+掺杂Bi2O3-TeO2-B2O3-ZnO玻璃光谱性质

测量了Eu3+（1 mol%）掺杂(60-χ)Bi2O3-χ TeO2-30B2O3-10ZnO（χ＝5,10,20,30,摩尔百分比）玻璃的吸收光谱、发射光谱、激发光谱以及声子边带谱.根据稀土离子Eu3+光学跃起矩阵元的特点,从发射光谱获得了Eu3+光学跃起的J-O参数Ω2与Ω4.结果显示,强度参量Ω2随着Bi2O3量的增加与TeO2量的减少而减小,表明材料的对称性提高, Eu-O键强减弱,共价性减弱.随着Bi2O3量的增加,电－声子偶合减弱,材料的热稳定性大幅度提高.     

Ho3+掺杂GeO2-Ga2O3-Li2O-BaO-La2O3玻璃的光谱和增益特性的计算

用高温熔融法制备了不同Ho3+浓度掺杂的65GeO2-12Ga2O3-8Li2O-10BaO-5La2O3-χHo2O3锗酸盐玻璃.从吸收光谱出发,应用Judd-Ofelt理论,获得了Ho3+离子的跃迁强度参量（Ω2,Ω4,Ω6）,并由此计算了Ho3+离子的自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β,辐射能级寿命τ等光谱参量.根据McCumber理论,计算了Ho3+离子能级5I8→5I7（2.0 μm）跃迁的吸收截面和受激发射截面,同时也获得了相应的反映粒子数反转的增益截面光谱.钬掺杂的锗酸盐玻璃,其增益截面的最大值比所报道的氟锆铝酸盐玻璃大.结果表明,Ho3+掺杂的锗酸盐玻璃在2.0 μm附近波段的中红外激光器中将有一定的应用前景.     

Tm3+/Ho3+共掺镓铋酸盐玻璃1.47 μm发光特性和能量传递的研究

报道了Tm3+/Ho3+共掺的镓铋酸盐玻璃14Ga2O3-25Bi2O3-20GeO2-31PbO-10PbF2玻璃1.47μm(S波段)发光和能量传递特征,应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的强度参数Ω,(t=2,4,6),自发辐射概率 A、荧光分支比β,荧光辐射寿命τ等各项光谱参数以及有效荧光线宽△λeff和峰值发射截面σpeake.通过测量荧光光谱和荧光寿命研究了Ho3+离子掺杂浓度对Tm3+离子1.47μm波段发光性能的影响,分析了Tm3+和Ho3+之间的能量传递过程.结果表明一定浓度内Ho3+的共掺迅速降低了Tm3+:3 F4能级的粒子数,而对3H4能级粒子数影响不大,从而降低了3F4和3H4能级间布居数反转的难度,极大地提高了1.47 μm发光效率.研究表明镓铋酸盐玻璃是适用于S波段光纤放大器的一种潜在基质材料,而掺杂一定浓度的Ho3+离子有利于提高Tm3+离子在1.47μm波段的发光效率.     

Er3+/Yb3+共掺TeO2-Li2O-B2O3-GeO2玻璃系统的光谱性质和热稳定性研究

制备了Er3+/Yb3+共掺的70TeO2-5Li2O-(25-x)B2O3-xGeO2(x=0,5,10,15,20 mol%)系列玻璃,研究了玻璃的热稳定性能,测试了玻璃的吸收光谱、荧光光谱以及Er3+离子4I13/2能级荧光寿命,并根据McCumber理论计算了Er3+离子4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面.结果表明:随着GeO2含量的增加,玻璃的热稳定性逐渐提高,荧光谱线半高宽(FWHM)保持在70 nm左右,而荧光强度和Er3+离子4I13/2能级荧光寿命逐渐提高,研究表明这种玻璃系统是一种具有应用潜能的宽带光纤放大器用的基质材料.     

铋离子掺杂RO-Al2O3-SiO2玻璃近红外超宽带发光性质

研究了碱土金属氧化物对Bi离子掺杂RO-Al₂O₃-SiO₂ (R=Ca, Sr, Ba)玻璃近红外超宽带发光性质的影响. 结果表明: 玻璃样品在不同抽运源激发下都可检测到较强的近红外超宽带发光. 在808 nm激光激发下, 随着碱土金属离子半径的增加, Bi离子在1 300 nm附近的近红外发光强度显著增加, 荧光半高宽逐渐增加, 其荧光寿命最长可超过600 μms; 而在690 nm激光激发下, 随着碱土金属离子半径的增加, Bi离子在1 100 nm附近的近红外发光呈减弱趋势, 荧光半高宽逐渐增大, 半高宽最大可超过400 nm. 近红外发光可能源于两种不同形式铋的发光中心. 针对上述结果探讨了该玻璃体系中Bi离子近红外发光的机理.     

Yb3+掺杂浓度对Er3+/Yb3+共掺SiO2-Al2O3-La2O3玻璃光谱性质的影响

测量了不同Yb3+ 离子掺杂浓度下 ,Er3+ /Yb3+ 共掺SiO2 Al2 O3 La2O3玻璃的吸收光谱、荧光光谱和Yb3+离子2 F5/ 2 的能级寿命 ,应用迈克康伯 (McCumber)理论计算了Er3+ 的受激发射截面σemi,讨论了Yb3+ 离子浓度对其自身吸收性质、Er3+ 离子发光性质 ,以及Yb3+ →Er3+ 能量传递效率 (η)的影响 ,初步探明该基质玻璃中Yb3+ 离子掺杂数浓度的最佳范围为 3 .94× 1 0 2 0 cm- 3至 5 .92× 1 0 2 0 cm- 3,在此掺杂范围内 ,Yb3+ 离子的最大吸收系数为9.8cm- 1 ,Er3+ 的峰值发射截面和Yb3+ →Er3+ 能量传递效率 (η)分别为 0 64× 1 0 - 2 4 m2 和 92 %。     

La2O3对Yb:Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响

研究了La2O3对Yb:Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响,添加适量La2O3以后,Yb:Y2O3透明陶瓷的吸收峰和发射峰的位置不变,但由于La3+的离子半径大于Y3+的离子半径,在Y2O3中引入La3+离子后,导致Y2O3晶格常数变大,晶场强度变弱,同时降低了Y2O3晶体的有序度,致使发射峰强度有所下降,发射截面变小.过量的La2O3(x=0.16)造成Yb3+激活离子发射强度明显下降;其荧光寿命在添加La2O3后总体增大45%-60%.     

ICP-AES同时测定铬质引流剂中的Cr2O3、Al2O3、Fe2O3和MgO

探讨了电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定铬质引流剂中Cr2O3、Al2O3、Fe2O3和MgO的分析条件.试样经过氧化钠熔融分解,盐酸酸化,采用内标加入法,利用ICP光谱仪于所推荐的波长处,测量溶液中铬、铝、铁、镁元素对钇内标元素的相对强度,根据标准溶液绘制的校准曲线计算出待测元素氧化物的质量分数.对该方法进行精密度试验,相对标准偏差(RSD,n=8)均小于1.0％,本测试方法简单、快速、精度高,将该方法用于铬质引流剂中Cr2O3、Al2O3、Fe2O3和MgO含量的测定,取得满意效果.     

XPS and auger spectroscopy studies on mixtures of the oxides SiO2, Al2O3, Fe2O3 and Cr2O3

X-ray photoelectron Spectroscopy (XPS) and X-ray-induced Auger Spectroscopy were utilized to examine qualitative and quantitative aspects involved in the surface analysis of mechanical mixtures of the title oxides. Consideration of O1s and OKVV bands of the mixtures makes it possible to distinguish between the single oxide components. The energy shift between the Fe₂O₃ and SiO₂ (or Al₂O₃) components is about twice as large in the OKVV region as in the O1s region. By way of contrast, Auger Spectroscopy analysis of the mixtures does not appear to enable a quantitative distinction between the constituent oxides to be made. Conversely, XPS analysis provides instead quantitative results, although these are affected by a relative error of ± 10%. A simple approach, based on intensity ratio measurements of the single O1s components, enables relatively accurate quantitative results to be obtained.It is shown that analysis of appropriate mixtures is a useful case study for investigations on surface and interface properties of real materials. Argon ion etching effects on the mixtures and on the title oxides analyzed separately are reported.     

光谱纯Y2O3,La2O3,Lu2O3中微量杂质的光致发光谱研究

测定了光谱纯稀土化合物Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｌｕ２Ｏ３中微量杂质在４８８．０ｎｍ和５１４．５ｎｍ激光线激发下的光致发光谱以及在可见光４４５～７４１ｎｍ范围内吸收谱，Ｙ２Ｏ３，Ｌｕ２Ｏ３样品在４４８．０ｎｍ和５１４．５ｎｍ激光激发下都有发光效应，而Ｌａ２Ｏ３样品只在４８８．０ｎｍ激光激发下才发光，分析了结果表明，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｌｕ２Ｏ３的发光谱分别是由其存在的微量Ｅｒ＾３＋，Ｓｍ＾３＋和Ｅｕ     

对含Y_2O_3和Gd_2O_3的La_2O_3-B_2O_3-BaO玻璃化学稳定性研究

本文研究了含Ｙ２Ｏ３和Ｇｄ２Ｏ３的Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＢａＯ玻璃的耐水性和耐酸性。结果表明，比硅酸盐玻璃化学稳定性差的Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＢａＯ玻璃，可以适量的用Ｙ２Ｏ３和Ｇｄ２Ｏ３取代Ｌａ２Ｏ３，可得以改善     

Antiferromagnetische Umwandlung von Dy2O3, Er2O3 und Yb2O3 im Temperaturbereich von 1,1 bis 4,2°K

A mutual inductance bridge (Hartshorn bridge) was used to measure the magnetic susceptibility of single crystals and polycrystals of Dy₂O₃, 1:1 diluted (Dy, Y)₂O₃, Er₂O₃ and Yb₂O₃ in the temperature region between 1,1 and 4,2°K in external fields up to 3,5 kOe. In this temperature region the yttrium diluted oxide remains paramagnetic whereas the undiluted oxides Dy₂O₃, Er₂O₃ and Yb₂O₃ become antiferromagnetic with Néel temperatures of 1,20°K, 3,40°K and 2,3°K, respectively. At the transition temperature the oxides of dysprosium and erbium show a magnetization relaxation due to bath temperature change. Relaxation times up to several minutes have been observed.     

Optical and scintillation properties of Sc2O3, Y2O3 and Lu2O3 transparent ceramics synthesized by SPS method

Sc₂O₃, Y₂O₃ and Lu₂O₃ transparent ceramics were prepared by the spark plasma sintering (SPS) method. After polishing, the samples were semitransparent. Their optical transmittance was 10–40% at 500 nm which corresponded with their semi-transparency. In the X-ray induced emission spectra, a broad emission peak appeared around 335 nm in each sample. For this wavelength, scintillation decay time for Y₂O₃ and Sc₂O₃ were 22 and 48 ns, respectively. The light yield of Sc₂O₃, Y₂O₃ and Lu₂O₃ was 16,200, 2600, and 200 ph/5.5 MeV-alpha, respectively, which followed from the alpha-ray induced pulse height spectra. The gamma-ray induced light yield of Sc₂O₃ was 11,500 ph/MeV, which is 1.4 times larger than that of conventional single crystal BGO (Bi₄Ge₃O₁₂) scintillator. Light yield non-proportionality and energy resolution of Sc₂O₃ were examined for the first time.