温度梯度法生长Er:BaY2F8晶体开裂现象的研究

对温度梯度法生长Er:BaY2F8晶体的开裂现象进行了研究,从理论上讨论了温场分布、生长速率、热应力和稀土离子掺杂对晶体开裂的影响,并通过实验分析了垂直于解理面方向上膨胀系数的变化对晶体开裂造成的影响.研究结果表明:晶体生长时径向温度梯度越小越好,生长晶体的最佳工艺参数为直径为10 mm,最佳轴向温度梯度为6 ℃/mm,最佳生长速率为0.2～0.3 mm/h.通过缓慢降温,可以成功避免晶体的开裂.     

上转换激光晶体Er:BaY2F8的生长与光谱分析

报道了上转换激光晶体Er:BaY2F8以及Er,Yb:BaY2F8的温度梯度法生长及其光谱参数分析.所得到的Er:BaY2F8晶体的直径为13 mm,长度达40 mm,是目前国内最大的此种晶体.测试了晶体的吸收光谱,吸收光谱中Er离子的特征吸收峰清晰可辨.根据J-O理论的计算,得到了唯象的晶场参数Ωi( i=2,4,6),其数值分别为1.43×10-20 cm2,0.49×10-20 cm2和1.36×10-20 cm2.重点分析了Er:BaY2F8晶体的各能级的荧光寿命,较之氧化物有很大的提高,其中4I11/2能级的寿命约为5 ms,这样大的荧光寿命对于上转换激光的形成极为有利.     

Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体的生长及其吸收特性

应用中频感应提拉法成功生长出新型的Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体.研究了室温下晶体的吸收光谱性能.结合Er3+:Y3Al5O12晶体的光谱,并利用调Q判据对Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体调Q特性进行了简单的分析.结果表明Co2+,Er3+:YAG晶体是一种很有潜力的自调Q激光晶体.     

新型激光基质晶体BaY2F8结晶习性的探索

总结了BaY2F8晶体的结构和性质,利用提拉法实现了BaY2F8晶体的生长,并得到X光衍射和透过率验证.使用的温场梯度为:在r=0,z=0处的径向梯度约为0.26℃/mm,纵向梯度约为27.06℃/mm.为了提高晶体质量,需进一步改进温场,如加大径向梯度、减小纵向梯度,从而有利于熔液径向对流,并降低结晶和生长速度.     

Er3+:NaY(Wo.9Moo.1O4)2晶体的生长及光谱性能

采用提拉法(CZ法),生长出质量良好的Er3+:NaY(W0.9Mo0.1O4)2晶体.通过X射线粉末衍射,红外光谱分析,并与NaY(WO4)2相比较,得到Er3+:NaY(W0.9Mo0.1O4)2晶体的结构与NYW类似,仍为四方晶系的白钨矿结构,I4(1)/α空间群.测定了晶体的实际组成,得到晶体中各元素均按理论值进行掺杂,计算了掺杂离子的分凝系数约为1.15.在光谱性质上,测试了晶体的吸收光谱,及晶体在50～1000cm-1波数范围内的拉曼光谱,并计算了各吸收峰的半峰宽及吸收系数A.     

Er3+,Yb3+:YAl3(BO3)4晶体的光谱性质研究

采用助熔剂法生长了Er3+,Yb3+共掺的YAl3(BO3)4晶体,测量了晶体的室温吸收谱.由此吸收谱,根据JuddOfelt理论计算了Er3+在Er3+,Yb3+:YAl3(BO3)4晶体中的强度参数、自发辐射几率、积分发射截面等参数.强度参数为Ω2=2.44×10-20cm2、Ω4=2.00×10-20cm2、Ω6=6.10×10-20cm2.研究了晶体的荧光特性,并在976nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光.     

Er:Lu2 O3单晶的导模法生长及性能表征

本文以高纯Lu₂O₃、Er₂O₃为原料,使用自主设计、制造的自动等径导模炉,采用导模法(EFG)生长了φ25 mm×20 mm的7.82%(原子数分数)Er:Lu₂O₃单晶,分凝系数为0.92,并探索了退火条件。X射线衍射仪(XRD)结果为纯相,X射线荧光光谱仪(XRF)结果证明杂质含量较低。利用吸收光谱计算在972 nm及1 535 nm附近的吸收截面,分别为3.24×10^-21 cm²、8.43×10^-21 cm²,半峰全宽(FWHM)分别为28.22 nm、27.31 nm。热学性能测试结果表明,在30 ℃时热导率为13.28 W·m^-1·K^-1。利用扫描电子显微镜(SEM)对晶体表面微观形貌进行了表征。     

Er,Yb:KGd(WO4)2激光晶体的生长

采用顶部籽晶熔盐法,以K2WO4为助熔剂生长出铒、镱共掺钨酸钆钾[Er,Yb：KGd（WO4）2简称Er,Yb：KGW]激光晶体。XRD分析结果表明晶体为低温相Er,Yb：KGW晶体,即β-Er,Yb：KGW晶体。通过差热分析测量,确定其相变温度和熔点分别为1020℃和1080℃。测量了晶体190-2000nm的室温透过光谱,结果表明除980nm的吸收谱带是Er^3＋离子和Yb^3＋离子的共同谱带之外,其余均属于Er^3＋离子。     

双掺Er~(3+)/Yb~(3+)∶Sr_3La_2(BO_3)_4晶体的生长与光谱特性

采用提拉法生长了尺寸为20mm×30mm的Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体,研究了Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体的吸收光谱和荧光光谱。根据Judd-Ofelt理论分析并计算了辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参数,获得的唯象参数为:Ω2=15.59×10-20cm2,Ω4=2.25×10-20cm2,Ω6=1.49×10-20cm2。在Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体中Er3+在1533nm处发射跃迁截面为7.88×10-21cm2,Er3+的4I13/2→4I15/2能级跃迁的荧光寿命和辐射寿命分别为0.728ms和4.24ms,结果表明Yb3+对Er3+有敏化作用,提高了对泵浦光的吸收能力,Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体可望作为1.55μm波段的一种有潜力的激光材料。     

Mn2+掺杂NaScF4:Yb3+,Er3+上转换发光材料制备及性能研究

采用三氟乙酸盐高温热分解法,以稀土氧化物(RE2O3,RE=Sc,Yb,Er)、三氟乙酸(CF3COOH)、一氧化锰(MnO)和氢氧化钠(NaOH)为原料,以油胺和十八烯为混合溶剂,制备Mn2+掺杂NaScF4:18;Yb3+/2;Er3+上转换发光材料.研究了Mn2+掺杂浓度对NaScF4:18;Yb3+/2;Er3+上转换发光材料的晶相结构、微观形貌及发光性能的影响.实验结果表明:Mn2+掺杂浓度在0～5mol;范围内,所制得的产物为纯六方相NaScF4:Yb3+,Er3+晶体.当Mn2+掺杂浓度增大到10～30mol;时,样品的晶相结构并未改变,但衍射峰的强度有所降低,所制得产物的形貌由球状转变为片状.当Mn2+掺杂浓度在0～20mol;范围内,所制得的产物在980 nm激光激发下共产生3个发射峰,中心波长分别位于525 nm,555 nm和660 nm.当Mn2+掺杂浓度达到30mol;时,所制备产物的绿光发射峰几乎全部转变为波长为650～670 nm的红光发射峰.     

CaAl2Si2O8:Eu荧光粉发光性能及自还原现象的研究

采用高温固相法制备了Ca(1-x)Al2Si2O8:xEu2+(x=0.005,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.20)和加入过量SiO2的CaAl2Si2O8:0.04Eu,xSiO2(x=0,0.05,0.100,0.200,0.300).利用X射线衍射(XRD)对样品的晶体结构进行了表征,利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了分析.XRD结果表明,所生成的CaAl2Si2O8:0.04Eu,xSiO2样品除了因反应未完全的氧化铝杂质相外基本是纯相.Ca(1-x)Al2Si2O8:xEu2+样品的激发和发射光谱表明,随着掺杂浓度的增加会出现红移现象.当Eu2+的掺杂浓度为超过4mol;时,出现浓度猝灭.当在空气气氛下烧结时,样品出现现了自还原现象.当过量SiO2的加入,Eu2+的发光强度会逐渐减弱,而Eu3+的发光强度会逐渐增强,SiO2的过量添加可以抑制自还原现象的产生.     

Al2O3:V2+晶体自旋哈密顿参量的理论解释

在考虑微小磁相互作用(包括SS、SOO和OO作用)的基础上,采用全组态完全对角化方法,建立了A l2O3晶体中V2 离子的局域结构与自旋哈密顿参量定量关系,对A l2O3:V2 晶体基态和激发态零场分裂以及基态g因子等自旋哈密顿(SH)参量给出了统一的解释。结果表明,V2 离子进入A l2O3晶体后,上下配体氧平面分别沿C3轴向远离三角中心的方向移动了0.0021nm和0.0020nm。理论计算结果与实验值符合甚好。     

PMN-PT:Er3+铁电晶体的光谱特性与J-O理论分析

为了探索Er3+在Pb(Mg1/3Nb2/3)-PbTiO3弛豫铁电晶体场中的发光特性,采用高温溶液法生长了PMN-32PT:Er3+弛豫铁电单晶,测试并分析了该晶体的微观形貌、相结构、吸收光谱与上转换发射光谱,利用Judd-Ofelt理论计算了Er3+在PMN-32PT晶体场中的J-O振子强度参数.该晶体四方相晶胞参数为a=0.4023 nm,c=0.4033 nm,V=0.06523 nm3,单斜相晶胞参数为a=0.4035 nm,b=0.4032 nm,c=0.4031 nm,V=0.06557 nm3.振子强度参数Ω2=1.77×10-20 cm2,Ω4=1.50×10-20 cm2,Ω6=0.79×10-20 cm2,δrms=0.18×10-6;4 I11/2的理论能级寿命τ=1.75 ms.样品晶体在980 nm光源激发下,发射出了很强的绿光(552 nm).研究结果表明PMN-PT:Er3+单晶是一种性能优异的新型发光晶体.     

掺铒硼酸钙氧钆(GdCOB:Er)晶体的光谱分析

生长并测量了新型激光晶体GdCa4O(BO3)3:Er(简称GdCOB:Er)的透过谱,计算了Er3+离子在晶体中的吸收截面.由积分吸收截面的公式拟合出唯象强度参量Ω2＝2.531×10-20cm2,Ω4＝2.716×10-20cm2,Ω6＝1.891×10-20cm2,并应用Judd-Ofelt理论计算出振子强度fJ,J、辐射跃迁几率AJ,J、荧光辐射寿命τ及积分发射截面σ.并根据这些光学参量,讨论了GdCa4O(BO3)3:Er晶体用作激光晶体的可能性.     

高热稳定性的SrAl2Si2O8:Eu2+荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备了SrAl2 Si2 O8:Eu2+(SASO:Eu2+)系列荧光粉,详细研究了荧光粉的晶体结构、激发光谱、发射光谱以及热稳定性.结果表明,在337 nm激发下,发射光谱为一个非对称的宽带单峰,峰值波长404 nm,峰的半高宽约为53 nm,Eu2+的最佳掺杂摩尔浓度为5;,根据Dexter理论,讨论了SASO:Eu2+荧光粉浓度猝灭是由于Eu2+电偶极-电偶极之间的相互作用引起的.当加热到225℃时,SASO:0.05Eu2+荧光粉发光强度仍具有在初始室温下发光强度的97.4;,表明其具有优异的热稳定性.     

退火温度对ZnO:Eu3+纳米晶发光性质的影响

利用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了ZnO:Eu3+纳米晶,观察到纳米ZnO基质中稀土Eu3+在575nm、 595nm、611nm和653nm附近的特征发射.分析了样品X射线衍射强度、光致发光的峰值强度与退火温度关系.给出了稀土Eu3+激发态5D0→7F1、5D0→7F3、5D0→7F0和5D0→7F2的发射机制,证实了稀土Eu3+的特征发射激发能主要来源于稀土离子内部4f电子跃迁.     

K2 LaCl5:Ce晶体的生长及闪烁性能研究

利用坩埚下降法生长出复合稀土卤化物K2 LaCl5:Ce单晶,该晶体为正交结构,晶胞参数为a=1.2745 nm,b=0.8868 nm,c=0.8018 nm,熔点为625℃.通过切割研磨抛光后得到φ12 mm×5 mm的透明圆柱体晶体.将该晶体进行X射线激发发射光谱、光致发光光谱、脉冲高度谱、γ射线衰减能谱、透过率等测试.在一定波段的紫外光以及X射线的激发下,K2 LaCl5:Ce晶体在355 nm与375 nm波长左右有宽的发射峰,分别对应于Ce3+的5d1→2 F5/2和5d1→2 F7/2能级跃迁.在紫外和γ射线的激发下,K2 LaCl5:Ce晶体的衰减时间分别为33 ns和23 ns,晶体的能量分辨率为5.9;.     

Er3+/Ni2+共掺双相微晶玻璃的结构与发光性能研究

采用熔融法制备了Er3+/Ni2+共掺含GdF3与Ga2O3双晶化相透明微晶玻璃.X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微(TEM)分析表明,平均粒径为34 nm的六方相GdF3和9 nm的立方相Ga2O3晶粒在玻璃基体中均匀分布.吸收与荧光光谱结果显示,EF3+位于GdF3纳米晶,Ni2+选择性地进入Ga2O3纳米晶.受益于此,在976 nm激光激发下,透明微晶玻璃具有覆盖1050 ～ 1600 nm波段的宽近红外发射带,由位于1210 nm的Ni2+∶3T2(F)→3A2(F)跃迁转变和位于1530 nm的Er3+∶4I13/2→4I15/2跃迁转变组成.     

Ca3NbGa3Si2O14晶体的BAW传播特性

本文计算了沿Ca3NbGa3Si2O14(CNGS)晶体的x、y和z方向传播的声体波(BAW)的声速,绘制了yz、xy和xz面传播的慢速度分布曲线.这些结果对CNGS晶体在压电器件的设计、开发及利用方面具有一定的理论指导意义.     

Co2+:BeAl2O4晶体的提拉法生长及光谱特性

应用提拉法,采用合适的化学组分配比和化料过程、以及选用适宜的固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件,成功地生长出了初始Co2+离子掺杂浓度为0.15mol;、尺寸φ48×85mm2的优质Co2+:BeAl2O4晶体.测定了晶体的吸收光谱,观测到496与 640nm二个主要吸收带,它们分别归属于八面体配位中Co2+的T1(4F)→4T1(4P)跃迁与四面体配位中Co2+的A2(4F)→4T1(4P)跃迁.从晶体的吸收光谱与呈现的粉红色颜色特征可推断大多数的Co2+离子取代BeAl2O4晶体中的Al3+,形成Co2+离子的八面体格位.研究了不同光波长激发下,晶体在可见光波段的荧光特征,观测到678nm波段的荧光发射,这归属于四面体格位中Co2+的电子从4T1(4P)到4A2(4F) 能级的跃迁.