光学碱度与能量传递对Bi/Yb~(3+)共掺杂锗酸盐玻璃近红外发光性质的影响（英文）

采用传统高温熔融法制备了Bi/Yb~(3+)共掺杂锗酸盐玻璃,通过吸收光谱、近红外光谱和荧光衰减寿命测试,研究了玻璃样品的近红外发光性质.研究结果表明,玻璃样品在980 nm或808 nm激光激发下,均能同时观察到Yb~(3+)离子和Bi离子的近红外发光,Yb~(3+)离子与Bi离子之间存在相互能量传递.随着Yb~(3+)离子浓度的增加,玻璃基质的光学碱度和Yb~(3+)离子到Bi离子的能量传递效率均增加,讨论了能量传递效率的提高对Bi离子发光的增强作用与光学碱度增加对Bi离子发光的削弱作用的竞争影响机制,获得了Bi/Yb~(3+)离子共掺杂锗酸盐玻璃的近红外发光的机理.     

光学碱度与能量传递对Bi/Yb3 共掺杂锗酸盐玻璃近红外发光性质的影响

采用传统高温熔融法制备了Bi/Yb3 共掺杂锗酸盐玻璃,通过测试吸收光谱、近红外光谱和荧光衰减寿命,研究了玻璃样品的近红外发光性质。在980nm 或808 nm 激光激发下,均能同时观察到Yb3 和Bi离子的近红外发光,这一结果表明,Yb3 离子与Bi离子之间存在相互能量传递。随着Yb3 离子浓度的增加,玻璃基质的光学碱度和Yb3 离子到 Bi 离子的能量传递效率均增加,讨论了能量传递效率的提高对Bi离子发光的增强作用与光学碱度增加对Bi离子发光的削弱作用的竞争影响机制,获得了Bi/Yb3 近红外发光的机理。     

Ho3+掺杂Al2O3粉体、薄膜的结构及其发光性能

采用高能球磨法及脉冲激光沉积法(PLD)分别制备了不同浓度的Ho3+∶Al2O3纳米粉体及薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、分光光度计、荧光光谱仪等分析手段研究了Ho3+离子掺杂对Al2O3结构及发光性能的影响。XRD图谱显示粉体样品为六方α-Al2O3结构,薄膜样品为体立方γ-Al2O3结构。1wt%Ho3+掺杂的Al2O3纳米粉体在454nm、540nm附近出现由Ho3+离子能级跃迁引起的吸收峰。采用579nm的激发光源对样品进行荧光光谱检测,发现两种样品在466～492nm波段均出现F+心所引起的缺陷发光峰,且发光峰的强度随Ho3+浓度的增加而增强。     

Li+增强Ho3+/Yb3+:Y2O3纳米晶的上转化发光研究

采用凝胶溶胶法制备了不同浓度的Y2O3:Ho3+/Yb3+/Li+纳米晶,并且系统研究了不同掺杂浓度对上转化荧光现象的影响。首先,通过XRD图形判断了晶体结构的生成,再通过980 nm的激光器和荧光光谱仪测得的光谱图,发现了位于520~579 nm的绿光、635~674 nm的红光等两条很强的可见光,还有一条较弱的位于743~775 nm的近红外发光。最后,通过与能级图比较和分析可以得出:它们分别是5F4/5S2→5I8,5F5→5I8和5F4/5S2→5I7荧光跃迁。可以看出:在掺杂入Li+之后,上转化荧光得到了极大增强。     

掺Bi钨酸镉单晶体的坩埚下降法生长及近红外发光特性

采用坩埚下降法,成功地生长出了尺寸达25 mm×100 mm,Bi2O3初始掺杂摩尔分数为0.5%的CdWO4单晶。生长初期下部晶体呈青黄色,而生长后期晶体的颜色则显血红色。在808 nm与980 nm光激发下,观察到弱的1396～1550 nm(中心波长为1504 nm)与较强的1037～1274 nm(中心波长为1078 nm)波段的近红外宽带发光,并测定其荧光寿命分别为238μs和294μs。从生长初期的青黄色到生长后期的血红色晶体,1504 nm波段的荧光强度逐步增强,而1078 nm波段的荧光强度逐步减弱。根据实验结果初步探讨了红外宽带发光的机理和起因,1078 nm波段的荧光发射与Bi离子的掺杂有密切关系,而弱的1504 nm荧光发射可能与晶体中的杂质或掺杂后形成的缺陷等因素有关。     

Ho3+/Yb3+共掺的SiO2-Al2O3-BaO-BaF2微晶玻璃上转换发光研究

制备了Ho3+/Yb3+共掺的氧氟硅酸盐玻璃, 根据玻璃样品的差热分析进行微晶化处理, 测试了Ho3+/Yb3+共掺微晶玻璃的X射线衍射(XRD)图谱、吸收光谱和上转换发光光谱。结果发现, 在980 nm LD激发下, Ho3+/Yb3+共掺的含BaF2纳米晶的氧氟硅酸盐微晶玻璃可以同时观察到绿光(544 nm)和红光(656, 748 nm)上转换发光, 分别对应于Ho3+ 离子的5F4/5S2→5I8, 5F5→5I8和5F4/5S2→5I7能级跃迁, 与未热处理的玻璃样品相比, 微晶玻璃样品的绿光发光强度增强约347倍。研究结果表明含BaF2纳米晶的氧氟硅酸盐微晶玻璃是一种潜在的上转换基质材料。     

CaBi2Ta2O9:Pr3+黄色荧光粉的制备与性能研究

采用高温固相反应法,制备了系列Pr3+掺杂的CaBi2Ta2O9(CBTO:Pr3+)Bi层状结构铁电氧化物(BLSFs)粉体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶体结构和形貌进行了表征。利用积分球式分光光度计和荧光光谱仪对样品的光学性能进行了分析。XRD结果表明,所生成的样品均为CBTO纯相。样品的吸收和激发光谱表明,在449~500nm波长范围存在Pr3+的f-f跃迁吸收;样品的发射光谱由绿光(525~575nm)和红光(575~700nm)发射两部分组成,避免了白光LED中再吸收的问题。随着Pr3+掺杂浓度的增加,样品的发光强度先增强后减弱,当Pr3+的掺杂浓度为2mol%时发光强度最大。研究了Ca0.98Pr0.02Bi2Ta2O9的热稳定性,并通过计算得到其热猝灭激活能E=0.24eV。显色指数(CIE)色坐标图表明,所制备的样品可以被蓝光有效激发而发出黄光。研究结果表明,CBTO:Pr3+可以用于蓝光LED芯片激发用的黄色荧光粉。     

Er3+掺杂Bi2O3-B2O3-Ga2O3玻璃光谱性质及热稳定性研究

用高温熔融法制备了Er3 掺杂50Bi2O3-(50-x)B2O3-xGa2O3(x=0,4,8,12,15 mol%)系列玻璃,测试了上述玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及热稳定性.分别应用Judd-Ofelt理论和McCumber理论计算了Er3 强度参数和受激发射截面.研究发现,当Ga2O3含量在mol 8%时,荧光半高宽(FWHM)、峰值发射截面(σpeak e)和4I13/2能级荧光寿命(τm)均达到了峰值,其FWHM和σpeake分别为81 nm和1.03×10-20cm2.热稳定性则随着Ga2O3含量的增加而改善,析晶开始温度(Tx)和玻璃转变温度(Tg)之间的差值(△T)最高达到了261℃.研究表明,含适当重金属Ga2O3的铋硼酸盐玻璃具有较好的光学性能和热稳定性,适合于作为高增益、低噪声的宽带掺铒光纤放大器的基质材料.     

超宽带光纤放大器用的新型掺铋发光材料

最近,一种新型的掺铋发光材料引起了人们的关注。这种发光材料有长的荧光寿命(τ>200μs),在800nm激光激 发下发射波长在1200-1600nm区间的超宽带荧光(荧光半高宽FWHM>200nm),其发光性质与以往文献中报道的Bi3+或 Bi2+掺杂的发光材料的性质截然不同;光发射截面(σem)是光掺铒光纤放大器玻璃(EDFAG)的2-3倍,其σem×FWHM值是 EDFAG的10倍左右,σem×τ值是掺Ti3+蓝宝石的3倍左右。     

Tm~(3+)/Dy~(3+)共掺铋酸盐玻璃的1.47μm宽带发光

采用高温熔融法制备了Tm~(3+)/Dy~(3+)共掺杂铋酸盐玻璃样品。利用样品的差热分析曲线、拉曼光谱、红外透过光谱、吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线,对800nm激光二极管抽运下样品的1.47μm宽带发光特性进行了研究。研究结果表明,制备的铋酸盐玻璃具有良好的热稳定性、较低的声子能量和较高的红外透过率。当Dy~(3+)的摩尔分数为0.3%时,实现了对Tm~(3+)的1.47μm发光的敏化增强,其荧光谱线的半峰全宽为118nm。计算得到1.47μm发光的最大受激发射截面为4.37×10~(-21) cm~2,光纤放大品质因子为5.31×10~(-26) cm~3。     

Er3+/Yb3+共掺Bi2O3-GeO2-Na2O玻璃的上转换发光

研究了不同Er3 /Yb3 掺杂比46Bi2O3-44GeO2-10Na2O(B46G44N10)(摩尔分数)玻璃的吸收光谱、红外吸收谱和上转换光谱性质,分析了玻璃中Yb3 敏化Er3 的上转换发光机制。测试了Er3 离子在不同Yb3 浓度下玻璃中的上转换荧光强度,得到最佳的掺杂质量比Er3 ∶Yb3 =1∶6。计算了在980 nm激发下Er2O3质量分数为0.5%和Yb2O3质量分数为3.0%的Er3 /Yb3 共掺B46G44N10玻璃的绿光上转换效率为2.27×10-4。比较了不同基质材料玻璃的上转换效率,结果表明B46G44N10玻璃是一种良好的上转换基质材料。     

Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的中红外发光及能量传递机理

用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-Na2O),根据测量得到的吸收光谱,应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品中Ho3+离子的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。同时,测量得到了不同Ho3+离子掺杂浓度下玻璃样品的荧光发射谱。结果显示,在808nm抽运光激励下Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃样品发射出较强的2.0μm中红外荧光。分析表明,较强的Ho3+离子中红外荧光来自于Tm3+/Tm3+离子间共振的能量传递过程,以及Tm3+/Ho3+离子间基于零声子和单声子辅助非共振的两部分能量传递过程。由此进一步计算得到了Tm3+/Tm3+、Tm3+/Ho3+离子间的能量传递微观速率、临界半径和声子的贡献。最后,计算分析了Ho3+…5I7→5I8能级间跃迁的2.0μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Tm3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为2.0μm波段中红外固体激光器的潜在增益基质。     

Er^3＋／Ce^3＋共掺碲铌酸盐玻璃的制备及光学特性研究

采用高温熔融退火法制备了系列75TeO2—10Nb2O5-10ZnO-5Na2O-0．5Er2O3-xCe2O3=（x=0．00,0．25,0．50,0．75,1．00mol％）和（75-y）TeO2-10Nb2O5-10ZnO～5Na2O～yB2O3—0．5Er2O3-0．75Ce2O3（y=2,5,10,15mol...     

Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的上转换发光及能量传递机理

用高温熔融法制备了Ho3+单掺和Ho3+/Yb3+共掺、组分为TeO2-ZnO-Na2O的碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt(JO)理论计算分析了玻璃的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。通过测量上转换光谱,着重研究了Yb3+掺杂对于Ho3+上转换发光性能的影响,分析了Yb3+/Yb3+以及Yb3+/Ho3+间的能量传递过程。结果显示,975nm泵浦下Ho3+的上转换发光主要来自于Yb3+/Yb3+间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb3+/Ho3+间的能量传递过程,并计算得到了声子贡献比和能量传递微观参数。同时,计算分析了Ho3+:5 I7→5 I8能级跃迁的吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Yb3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为上转换激光器和2.0μm波段固体激光器的潜在增益基质。     

Yb3+对掺铒碲酸盐玻璃红外和上转换发光的影响

研制了Er3+/Yb3+共掺TeO2-ZnO-La2O3玻璃,测试了Er3+离子的吸收谱、荧光谱和上转换发光谱,系统研究了975 nm抽运下Yb3+离子对于Er3+离子1.5 μm波段荧光性能及其上转换发光性能的影响.结果表明,随着碲酸盐玻璃中Yb2Os含量的增加,Yb3+离子对Er3+离子的能量传递增强,Er3+离子1.5 μm波段的荧光强度和上转换发光强度相应增大,但后者相对于前者增加更为迅速.通过对粒子数速率方程的理论模拟,计算结果与实验测量结果较为一致,表明Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃是一种优良的潜在上转换激光器增益介质.对上转换发光分析表明,强烈的绿光和红光激发是基于双光子的吸收过程.     

Al3+/Eu2+共掺杂高硅氧玻璃的荧光特性

由纳米多孔玻璃制备了Al3+/Eu2+共掺杂的高硅氧玻璃,并研究了在纳米多孔玻璃基质中共掺杂Al3+离子对Eu2+离子450 nm处蓝色荧光强度和荧光峰位的影响。结果表明,共掺杂Al3+离子可分散多孔玻璃中丛聚的Eu2+离子,加之Al2O3较低的声子能量,使Eu2+离子的蓝色荧光发射显著增强;并且由于共掺杂的Al3+降低了Eu2+离子5d轨道劈裂幅度,随着Al3+离子含量的增加,Eu2+离子荧光峰蓝移。     

Bi_2O_3对Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺碲酸盐玻璃三基色上转换发光的影响

用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃样品,在TeO2-ZnO-La2O3玻璃组分的基础上,引入声子能量较低的重金属氧化物Bi2O3,研究了Bi2O3组分对基质样品拉曼光谱和Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺样品上转换发光光谱的影响。结果发现,在975 nm波长激光二极管(LD)激励下,制备的碲酸盐玻璃样品中可以观察到强烈的红光(662 nm)、绿光(546 nm)和蓝光(480 nm)三基色上转换发光。随着重金属氧化物Bi2O3组分含量的增加,玻璃基质的最大声子能量降低,Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺样品的三基色上转换发光强度均有所提高,且Bi2O3组分的引入对上转换蓝光发光强度的影响要大于其对绿光和红光的影响。     

Er3+/Yb3+共掺锗碲酸盐玻璃的热稳定性、 Judd-Ofelt理论分析和光谱性质

用高温熔融法制备了一种Er3 /Yb3 共掺的70TeO2-5Li2O-10B2O3-15GeO2玻璃.测试和分析了其热稳定性、吸收光谱、荧光光谱和上转换发光.应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃中Er3 的强度参数、自发辐射跃迁几率、辐射寿命以及荧光分支比.结果表明:这种玻璃具有较好的热稳定性,较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面,位于532 nm、546 nm和659 nm的上转换绿光和红光,分别对应于Er3 离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的辐射跃迁,是一种较为合适的宽带光纤放大器和上转换激光器的基质材料.