Tm∶YVO4晶体中Tm3+的发光研究

测量了Tm∶YVO4 晶体的吸收光谱 ,以 34 6nm、36 3nm(1D2 )、475nm(1G4 )、6 98nm (3 F2 ,3 F3 )和 80 1nm(3 H4 )光激发时的发射光谱 ,以及位于 45 4nm (1D2 → 3 F4 )、475nm (1G4 → 3 H6)、6 46nm (1G4 → 3 F4 )、80 6nm(3 H4 →3 H6)的荧光谱线的激发光谱 ,对测量的结果进行了详细分析 ,解释了离子能级间的跃迁过程。提出了Tm∶YVO4 晶体基质与Tm3 + 之间的能量交换的概念和新的跃迁通道 ,证实了存在1D2 +3 H6→1G4 +3 F4 以及1G4 +3 H6→3 H4 +3 H5的能量传递过程 ,还可能存在交叉弛豫过程 1G4 +3 H6→3 F2 +3 F4 。这些过程使得Tm∶YVO4 晶体难以实现1D2 能级上转换发光 (4 5 4nm左右 ) ,但 475nm的上转换发光 (1G4 →3 H6)较强 ,3 F4 能级是潜在红外激光发射能级。     

Tm:YVO4晶体的光谱参数计算

由测量的Tm :YVO4晶体的吸收光谱 ,考虑到单轴晶体在各个方向上的吸收不同和折射率随波长的变化 ,根据Judd Ofelt理论计算了Tm3 +在YVO4中的强度参数、各个能级的振子强度、自发辐射几率、荧光分支比、积分发射截面等参数。强度参数为Ω2 =1 9416× 10 - 2 0 (cm2 ) ,Ω4=0 15 6 8× 10 - 2 0 (cm2 ) ,Ω6=0 396 3× 10 - 2 0 (cm2 )。计算结果表明 ,1 D2 → 3 F4的跃迁几率远大于1 D2 向其他各个能级的跃迁几率     

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。     

Spectroscopic investigation of a new crystal： Nd^3＋,Yb^3＋：YVO4

The absorption and emission spectra of the YVO4 single crystal co-doped with 1 at.% Nd^3＋ and 1 at.% Yb^3＋ are investigated. The efficient Nd^3＋ → Yb^3＋ energy transfer and the back transfer （Yb^3＋ → Nd^3＋） are observed at room temperature. The fluorescence lifetime of the 4F3/2 level of Nd^3＋ in Nd,Yb：YVO4 is measured under 808 nm laser light excitation. The efficiency of Nd^3＋ → Yb^3＋ energy transfer in YVO4 is determined to be about 34%.     

Tm，Ho双掺杂YV04晶体中Tm对Ho敏化发光现象

摘要：报道了对Tm,Ho双掺YVO4晶体光谱性能的测量结果,包括用UV-365型分光光度计测出单掺Tm：YVO4及Ho：YVO4吸收谱以及双掺Tm：Ho：YVO4的吸收谱;用Ar离子激光器488nm,LD激光器激发测量样品荧光光谱;用J-O理论进行光谱参数计算及对能级结构进行分析;研究了在λ=805nm的激光二极管激发下Tm对Ho的敏化发光过程。发现与YAG,YLF为基质的Tm,Ho双掺材料相比,该材料中的Tm3+离子具有大而均匀的吸收宽度(～26nm),大的峰位吸收截面和积分吸收截面(～1.4×10-20cm2和274.5×10-20 cm),能量转换效率高(可达87％),且泵浦阈值低(～15mW)。表明了YVO4晶体中Tm能有效地敏化Ho,并产生2μm的发射。文中对发射强度与泵浦功率及Tm,Ho之间掺杂浓度的关系进行了初步的分析与讨论。光谱的观察结果表明：在实现LD泵浦,全固体化,小型,高效的,2μm激光振荡的探索中,Tm：Ho：YVO4晶体将是一种很有实际应用潜力的材料。     

掺重稀土钒酸钇RE∶YVO4晶体的光谱性质

采用Czochralski法生长了均匀透明的Tm:YVO4, Tm:Er:YVO4和Tm:Yb:YVO4晶体, 测量了其室温下吸收光谱, 研究了晶体中掺杂稀土离子的光谱性质. 根据Judd-Ofelt理论拟合出晶体场唯象强度参数: Ω2=1.13×10-20 cm2, Ω4=1.63×10-20 cm2, Ω6=0.65×10-20cm 2.     

钨酸钇钠晶体中Tm3+的光谱特性

测量了Tm3 :NaY(WO4 ) 2 晶体的吸收光谱、发射光谱和激发光谱 ,利用J_O理论计算了钨酸钇钠晶体的强度参数 :Ω2 =7 2 130 4× 10 - 2 0 cm2 ,Ω4 =0 5 0 4 76 6× 10 - 2 0 cm2 ,Ω6 =0 977784× 10 - 2 0 cm2 ,以及Tm3 的光学参数包括各能级的荧光寿命和荧光分支比、积分发射截面等 ,在计算了Tm3 的自发辐射概率时 ,同时考虑了电偶极跃迁和磁偶极跃迁 .研究了其发光特性和跃迁通道 ,发现存在1 D2 3H6 →1 G4 3F4 的交叉弛豫     

Tm,Ho双掺杂YVO_4晶体中Tm对Ho敏化发光现象

报道了对Tm ,Ho双掺YVO4 晶体光谱性能的测量结果 ,包括用UV 3 65型分光光度计测出单掺Tm∶YVO4 及Ho∶YVO4 吸收谱以及双掺Tm∶Ho∶YVO4 的吸收谱 ;用Ar离子激光器 4 88nm ,LD激光器激发测量样品荧光光谱 ;用J O理论进行光谱参数计算及对能级结构进行分析 ;研究了在λ=80 5nm的激光二极管激发下Tm对Ho的敏化发光过程。发现与YAG ,YLF为基质的Tm ,Ho双掺材料相比 ,该材料中的Tm3 + 离子具有大而均匀的吸收宽度 (～ 2 6nm) ,大的峰位吸收截面和积分吸收截面 (～ 1 4× 1 0 -2 0 cm2 和 2 74 5× 1 0 -2 0cm) ,能量转换效率高 (可达 87% ) ,且泵浦阈值低 (～ 1 5mW )。表明了YVO4 晶体中Tm能有效地敏化Ho,并产生 2 μm的发射。文中对发射强度与泵浦功率及Tm ,Ho之间掺杂浓度的关系进行了初步的分析与讨论。光谱的观察结果表明∶在实现LD泵浦 ,全固体化 ,小型 ,高效的 ,2 μm激光振荡的探索中 ,Tm∶Ho∶YVO4 晶体将是一种很有实际应用潜力的材料。     

Compact, Low Threshold Nd^3＋：YVO4 Self-Raman Laser at 1178 nm

A compact low-threshold Raman laser at 1178 nm is experimentally realized by using a diode-end-pumped actively Q-switched Nd^3＋ ：YVO4 self-Raman laser. The threshold is 370mW at a pulse repetition frequency of S kHz. The maximum Raman laser output is 182 m W with the pulse duration smaller than 20 ns at a pulse repetition frequency of 30kHz with 1.8 W incident power. The optical efficiency from the incident power to the Raman laser is 10% and the slope efficiency is 13.5%.     

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.     

Tm,Ho双掺杂YVO4晶体中Tm对HO敏化发光现象

摘要报道了对Tm,Ho双掺YVO4晶体光谱性能的测量结果,包括用UV-365型分光光度计测出单掺TmYVO4及HoYVO4吸收谱以及双掺TmHoYVO4的吸收谱;用Ar离子激光器488nm,LD激光器激发测量样品荧光光谱;用J-O理论进行光谱参数计算及对能级结构进行分析;研究了在λ=805nm的激光二极管激发下Tm对Ho的敏化发光过程。发现与YAG,YLF为基质的Tm,Ho双掺材料相比,该材料中的Tm3+离子具有大而均匀的吸收宽度(～26nm),大的峰位吸收截面和积分吸收截面(～1.4×10-20cm2和274.5×10-20 cm),能量转换效率高(可达87％),且泵浦阈值低(～15mW)。表明了YVO4晶体中Tm能有效地敏化Ho,并产生2μm的发射。文中对发射强度与泵浦功率及Tm,Ho之间掺杂浓度的关系进行了初步的分析与讨论。光谱的观察结果表明在实现LD泵浦,全固体化,小型,高效的,2μm激光振荡的探索中,TmHoYVO4晶体将是一种很有实际应用潜力的材料。     

双掺(Tm3+,Tb3+)LiYF4激光器1.5 μm波长激光阈值分析

由速率方程推出了双掺（Tm^3 ,Tb^3 ）离子准四能级系统的激光阈值解析式，讨论了Tm^3 和Tb^3 离子之间的相互作用。分析了1.5μm波长附近的激光阈值和Tm^3 、Tb^3 离子的掺杂原子数分数及晶体长度的关系。结果表明，对于对应Tm^3 离子^3H4→^3F4跃迁的约1.5μm波长的激光，激活离子Tm^3 的掺杂原子数分数过大时，交叉弛豫作用将使系统阈值迅速增加。Tb^3 离子的加入，一方面能抽空激光下能级，起到降低阈值的作用；另一方面亦减少了激光上能级的寿命，使阈值升高。故Tb^3 离子有最佳掺杂原子数分数。对于Tm原子数分数为y=0.01的Tm:LiYF4晶体，Tb^3 离子的最佳掺杂原子数分数为0.002左右，同时表明，激光阈值与晶体长度有关。最佳晶体长度与Tm^3 、Tb^3 离子的掺杂原子数分数以及晶体的衍射损耗和吸收损耗有关。     

掺Tm钒酸钇的光学性能

钒酸钇(YVO4)晶体有高的激光损伤阈值和高的激光输出斜率效率,也有很好的机械性能和化学稳定性.从测量TmYVO4晶体的吸收谱入手,考虑该晶体的各向异性效应,拟合出Tm3+的光学强度参量,进一步得到了振子强度f,辐射跃迁速率A和积分发射截面Σ等光学参量.在350-2500nm范围内,YVO4晶体基质的吸收很小,而Tm3+在YVO4晶体中发光能力很强;特有的是蓝光1D2→3F4(约为454nm)跃迁有极大的振子强度(38×10-6)和积分发射截面(33×10-18cm),有利于实现短波长的激光输出.     

YVO4晶体及其掺Nd的喇曼光谱

本文报道了对YVO4晶体及其掺Nd的喇曼光谱的测量结果,用这些结果可以了解到这种材料的声子能谱情况,在与其它基质材料比较中可以看出它的特点是：分立的低声子在500－800cm^-1之间有一个间隙,主要部分分布在800－900cm^-1附近,根据群论分析可以得出各喇曼谱线相应的对称性,而且可看出这些喇曼谱线主要来源于VO4^3-的振动,对这种不均匀分布的声子能变对于其光谱性能可能产生的影响也作了分析讨论,测量结果还发现掺杂能抑制原有的高能声子。     

Tm：YAG晶体的光谱及激光特性研究

测试了Ｔｍ：ＹＡＧ晶体的室温吸收光谱和荧光光谱，计算了各吸收谱线的振子强度，并根据Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论了Ｔｍ：ＹＡＧ晶体的荧光跃迁截面和荧光寿命，用红宝石激光泵浦时，获得了波长２．０１μｍ能量４０ｍＪ的激光脉冲。     

ZnWO4:Cr3+晶体的光谱

采用提拉法生长出不同掺杂浓度的ZnWO4:Cr3+单晶.该材料在912nm处形成宽带荧光发射.激发峰随掺杂浓度的加大而向短波方向移动.在发射带晶体的吸收低,有可能作为在800-1000nm可调谐激光工作介质.     

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     

水热法合成稀土氟化物材料YLiF4:Er,Tm,Yb的上转换发光特性

利用水热法合成了不同掺杂浓度Er^3 ,Tm^3 和Yb^3 的YLiF4材料,研究了Er^3 ,Tm^3 和Yb^3 在材料中的光吸收,以及在980nm红外光激发下样品的上转换发光特性。实验发现,在980nm激光激发下,光功率为数10mW,材料可以发出很强的白光。测量发现,蓝光来源于Tm^3 绿光来源于Er^3 ,而红光来源于Tm^3 和Er^3 的共同作用。通过分析输出光强与泵浦功率的双对数曲线,发现484nm蓝光发射,524和552nm绿光发射以及665nm红光发射均属于双光子过程,450nm蓝光和359nm紫外光属于三光子过程。分析发光机理属于协作敏化和声子辅助共振能量传递过程的结合。