掺铒氟化物玻璃ZBLALip光谱性质和Judd-Ofelt理论分析

测量了常温下,Er3+离子在氟化物玻璃ZBLALip中的吸收光谱和荧光寿命;应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子的谱线强度、自发辐射几率A、荧光分支比β和辐射寿命τrad等光谱参量,并拟合了相应的强度参数Ωt=2,4,6),分别为(Ω2=2.80×10-20cm2,Ω4=0.95×10-20 cm2,Ω6=0.94×10-20 cm2;利用McCumber理论计算了能级4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面Οem;通过计算发现,该材料的量子效率较高,达到90%,可成为新的激光材料,为拉制高Q值的光学介质微球腔提供了参考.     

掺钕聚甲基丙烯酸甲酯的光谱性质

研究了三价钕离子在钕螯合物掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的吸收光谱和发射光谱。根据Judd-Ofelt理论,从吸收光谱计算了钕离子在PMMA中的光学跃迁的强度参量Ω2、Ω4和Ω6(Ω2=28.99×10-20cm2,Ω4=5.29×10-20cm2,Ω6=3.82×10-20cm2)。用强度参量计算了钕离子激发态(4F3/2)的辐射跃迁几率(2221.54s-1)和辐射寿命(450.14μs),同时计算了4F3/2→4IJ',跃迁的受激发射截面σij和荧光分支比β。分析表明,Nd(DBM)3Phen掺杂的PMMA可望用于激光放大器件。     

掺钕聚甲基丙烯酸甲酯的光谱性质

研究了三价钕离子在钕螯合物掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的吸收光谱和发射光谱.根据Judd-Ofelt理论,从吸收光谱计算了钕离子在PMMA中的光学跃迁的强度参量Ω2、Ω4和Ω6(Ω2=28.99×10-20 cm2,Ω4=5.29×10-20 cm2,Ω8=3.82×10-20 cm2).用强度参量计算了钕离子激发态(4F3/2)的辐射跃迁几率(2221.54 s-1)和辐射寿命(450.14μs),同时计算了4F3/2 →4IJ'跃迁的受激发射截面σij和荧光分支比β.分析表明,Nd(DBM)3Phen掺杂的PMMA可望用于激光放大器件.     

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。     

ErCa4O(BO3)3晶体的光谱分析

采用Czochralski法生长了均匀透明的ErCa4 O(BO3 ) 3 (简称ECOB)晶体 ,测量了其室温吸收谱 ,并与 0 1mol的ErCl3 溶液的室温吸收谱进行了比较。根据Judd Ofelt理论 ,拟合出唯像强度参数 :Ω2 =1 6 73× 10 -2 0 cm2 ,Ω4=1 35 6× 10 -2 0 cm2 ,Ω6=0 15 6× 10 -2 0 cm2 。计算了各能级的辐射跃迁几率 AJ,J′,振子强度fJ ,J′,辐射寿命τ,荧光分支比 βJ′ 等 ,并根据这些光学参量 ,讨论了该晶体的部分性能和应用前景     

Nd:CaNb2O6晶体的生长及光谱性质

采用提拉法沿c向成功生长出质量优良的Nd:CaNb2O6新型单晶.测量了晶体的室温吸收光谱,在808 nm处吸收截面为5.04×10-20cm2,吸收带宽为8 nm.根据Judd-Ofelt理论,拟合出晶体场强度参数Ωt(t=2,4,6):Ω2=5.321×10-20cm2,Ω4=1.734×10-20cm2,Ω6=2.889×10-20cm2.荧光辐射寿命τrad为167.02μs,计算的荧光分支比β为:β1=36.03%,β2=52.29%,β3=11.15%,β4=0.533%.这些良好的光谱性质表明Nd:CaNb2O6晶体将成为固态激光器中有潜力的激光增益介质.     

Nd~(3+)在YAP晶体中的光谱参数

根据Judd-Ofelt理论,计算了Nd:YAP晶体的实验和理论谱线强度、强度参数Ω_λ(λ=2,4,6)、辐射跃迁几率、辐射寿命和荧光分支比。     

Tm3+掺杂GeO2-AlF3-Na2O玻璃的制备与光谱特性

用高温熔融法制备了Tm2O3掺杂深度分别为1、2、3、4和5 wt%的82GeO2-8AlF3-10Na2O(摩尔比)的玻璃.从吸收光谱特性出发,应用Judd-Ofelt(J-O)理论,计算得到了Tm3+的J-O强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+各激发态能级的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.在808...     

含铕三元配合物的合成及发光机理研究

实验合成了用于白光LED的红光荧光粉—Eu-苯甲酰丙酮(BA)-邻菲啰啉(Phen)。通过红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、荧光寿命和热重分析,对其结构与性能进行了表征。结果表明:配体与Eu发生配位;配合物的吸收主要源于配体的吸收;配合物在365nm紫外光激发下,在611nm处发出特征红光,表明配合物是一种可用于365nm波长紫外芯片的光致荧光粉;配合物的荧光寿命为5.033×10-4 s,量子产率为68.4%;配合物起始分解温度在250℃附近,满足白光LED的工作温度。同时,通过量子化学计算出配体的单重态与三重态能级,对配合物发光机理进行了探讨分析。     

高功率固体激光晶体Nd3+∶Gd3Ga5O12的生长和光谱性能的研究

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石(Nd3+∶GGG)激光晶体,晶体的干涉条纹证明它有良好的光学均匀性,晶体(444)面的双晶摇摆曲线表明晶体的质量非常好。研究了室温下的吸收谱和发射谱性质。分析了Nd3+∶GGG晶体4F3/2→4I11/2能级跃迁与1.06 μm附近的荧光谱线之间的关系。Nd3+∶GGG激光晶体的吸收截面、发射截面、荧光寿命分别为4.32×10-20 cm2,2.3×10-19 cm2,240 μs。比较了Nd3+∶GGG和Nd3+∶YAG的物理参数,实验表明Nd3+∶GGG较Nd3+∶YAG有一系列的优点。     

高功率固体激光晶体Nd3+:Gd3Ga5O12的生长和光谱性能的研究

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石(Nd3+:GGG)激光晶体,晶体的干涉条纹证明它有良好的光学均匀性,晶体(444)面的双晶摇摆曲线表明晶体的质量非常好。研究了室温下的吸收谱和发射谱性质。分析了Nd3+:GGG晶体4F3/2→4I11/2能级跃迁与1.06μm附近的荧光谱线之间的关系。Nd3+:GGG激光晶体的吸收截面、发射截面、荧光寿命分别为4.32×10-20cm2,2.3×10-1cm2,240μs。比较了Nd3+:GGG和Nd3+:YAG的物理参数,实验表明Nd3+:GGG较Nd3+:YAG有一系列的优点。     

Ho^3＋，Yb^3＋：YAl3（BO3）4晶体的光谱特征

采用助熔剂法生长了Ho3+,Yb3+共掺的Ho3+,Yb3+:YAl3(BO3)4(Ho,Yb:YAB)晶体,测量了晶体的室温吸收谱,进而根据Judd-Ofelt(J-O)理论计算了Ho3+在Ho,Yb:YAB晶体中的强度参数、自发辐射几率和积分发射截面等参数,得到强度参数为Ω2=1.50639×10-18cm2、Ω4=4.86489×10-19cm2和Ω6=1.40248×10-19cm2。研究了晶体的荧光特性,并在976 nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光。     

Cr~(3+):LiNbO_3晶体的光谱特性

分别用分光光度计和激光感生荧光技术测量了Cr~(3+):LiNbO_3晶体的吸收谱和荧光谱。测得晶体的晶场参数D_q/B=2.49,~4T_2与~5E能级的能量差⊿=114cm~(-1),~4T_2-~4A_2跃迁的发射截面σ_(?)=6.58×10~(-20)cm~2,荧光寿命τ_f=2μs。最后从理论上阐明了Cr~(3+)在LiNbO_3晶体中的能级结构。     

Er~(3+)离子及ErP_5O_(14)晶体的光谱性质

根据ErP_5O_(14)的吸收和荧光光谱,用Judd—Ofelt理论计算了在此晶体中Er~(3+)的强度参数Ω_λ(或τ_λ),由此计算了激光能级辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数。提出了在Peap与强度参数的总和之间存在直线关系的经验公式。讨论了ErP_5O_(14)作为激光材料的可能性。     

Tm:YAP激光晶体光谱参数的计算

采用丘克劳斯基(Czochralski)法生长了Tm:YAP晶体,研究了该晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱.结果表明,Tm:YAP晶体在689.5 nm和795 nm左右有较强的吸收峰,分别对应于3H6→3F3和3H6→3H4的能级跃迁,半峰全宽(FWHM)分别为22.5 nm和30 nm,吸收截面分别为1.89×10-20 cm2和1.35×10-20 cm2.荧光光谱表明Tm:YAP晶体发射波长为1.89μm,相应的荧光寿命为13.90 ms,发射截面为1.58×10-19 cm2.根据乍得-奥菲特(Judd-Ofelt)理论计算了Tm3+在Tm:YAP晶体中的强度参数:Ω2=1.4560×10-20cm2,Ω4=2.0673×10-20 cm2,Ω6=0.3181×10-20 cm2.结果表明,Tm:YAP晶体具有宽的吸收峰、长荧光寿命和较大的积分发射截面的性质,非常适合于激光二极管(LD)抽运,有利于获得低阈值高效率的2μm波段激光输出.     

稀土铕铽四元配合物的光学性能研究

为了得到发光性能更好的稀土荧光配合物,合成了以BA、1,10-phen为第1和第2配体系列铕、铽双核稀土有机配合物Eu1-xTbx(BA)3phen,并测试了不同浓度下各个配合物的紫外吸收光谱和荧光光谱,同时对双核稀土配合物的能量转移过程进行了讨论.结果表明,在合成的系列配合物中,配体苯甲酰丙酮和1,10-phen是Eu3+的优良配体,第2种稀土离子Tb3+的掺入对稀土离子Eu3+的发光有明显的敏化效应.目标配合物是一种发光性能良好的稀土配合物.     

利用窄得-奥菲特理论研究Tm:Lu2SiO5晶体的光谱特性

采用丘克拉斯基(Czochralski)技术生长了掺铥硅酸镥(Tm∶Lu2SiO5,Tm∶LSO)晶体;测量了LSO晶体在室温下的非偏振吸收光谱和非偏振荧光光谱;利用窄得-奥菲特(Judd-Ofelt)理论计算了Tm∶LSO晶体的窄得-奥菲特强度参数、振子强度、自发辐射概率、辐射寿命、积分吸收截面和积分发射截面.Tm∶LSO晶体的强度参数为Ω2=9.1355×10-20cm2,Ω4=8.4103×10-20cm2,Ω6=1.5908×10-20cm2;Tm∶LSO晶体在1.9μm附近有明显的发射峰(3F4→3H6跃迁),相应的辐射寿命为2.03 ms,积分发射截面为5.81×10-18cm2,半峰全宽(FWHM)为250 nm.用Tm∶LSO晶体在77 K温度下实现了激光运转.利用792 nm的激光二极管(LD)作为抽运源,获得中心波长为1960 nm的激光输出,抽运阈值为2.13 kW/cm2.     

Er3 /Yb3 共掺TeO2-WO3-Bi2O3玻璃的光谱性质

用高温熔融法制备了Er3+/Yb3+共掺的TeO2-WO3-Bi2O3玻璃,研究了该玻璃的吸收和荧光光谱性质.应用Judd-Ofelt(JO)理论计算了Er3+的谱线强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数,并拟合了相应的强度参数Ωt(t＝2,4,6).Er3+在该玻璃中4I13/2→4I15/2发射的荧光半高宽(FWHM)为77nm,应用McCumber理论计算的受激发射截面为1.03×10-20cm2.其带宽特性FWHM×σpeake乘积优于掺Er3+的硅酸盐、磷酸盐和铋酸盐玻璃,说明这是一种制备宽带光纤放大器的优良基质材料.Er3+在400～850nm波长范围存在着5个上转换发射峰,分别对应Er3+的激发态4I7/2、2H11/2、4S3/2、4F9/2和4I9/2到基态4I15/2的发射,分析了其可能存在的上转换过程.     

Nd3 :Gd3Ga5O12激光晶体的吸收与发光

测量了用提拉(CZ)法生长的Nd3+Gd3Ga5O12(NdGGG)激光晶体室温时的吸收光谱,其中在806 nm处的吸收系数最大(α＝5.12 cm-1),吸收截面为4.03×10-20 cm2.用806 nm激发分别得到室温和10 K时的荧光光谱和荧光寿命,其中在1.06 μm附近晶体的荧光发射强度最强,2种温度时的峰值发射截面分别为1.7×10-19 cm2和1.9×10-19 cm2.0.6 at%和1.0 at%2种Nd3+掺杂浓度的晶体,室温时的荧光寿命分别为251 μs和240 μs,10 K温度时分别为253 μs和241 μs.与NdYAG晶体的荧光寿命、浓度猝灭效应和发射截面进行了比较,对结果进行了分析与讨论.     

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。