铋碲酸盐玻璃中钐离子的光学和光谱特性

制备了高折射率钐离子掺杂铋碲酸盐玻璃,测量并利用Brewster定律计算的玻璃折射率nd=2.344。测试与分析了玻璃的吸收和荧光光谱,根据Judd Ofelt理论对吸收光谱进行了拟合,求得Sm3+的光谱参量Ωt(t=2,4,6)分别为4.73×10~(-20),2.78×10~(-20),1.77×10~(-20)cm2,并进一步计算了Sm3+在玻璃中各能级跃迁的振子强度、自发辐射跃迁几率、辐射寿命和荧光分支比等光谱参数。激发光谱表明:氩离子激光器和紫外、蓝色激光二极管及发光二极管是Sm~(3+)掺杂铋碲酸盐玻璃有效的泵浦光源。     

Ho3+/Yb3+掺杂铋镓酸盐光学玻璃的上转换发光

制备了高折射率Ho3 /Yb3 掺杂铋镓酸盐玻璃,用Brewster原理测量玻璃的折射率为2.296.用倒易法计算Yb3 的发射截面面积为2.109×10-20 cm2.在室温,用974nm激光器激发玻璃样品,观察并记录到强烈的双光子上转换荧光.分析认为:铋镓酸盐玻璃中Yb3 直接敏化Ho3 的上转换发光的激发机理是Yb3 到Ho3 的高效能量传递.上转换过程中红光相对强度较强的原因为:玻璃声子能量特性、最大能量声子密度降低和玻璃绿光区强吸收3方面因素增加了5F5能级上的粒子数布居,使5F5→5I8能级的跃迁几率升高,导致红光强度大于绿光强度.     

镧、钇掺杂铕-樟脑酸-1,10-菲咯啉三元配合物的合成及荧光性能

实验合成了单核铕-樟脑酸-1,10-菲咯啉三元配合物和La、Y掺杂异核铕-樟脑酸-1,10-菲咯啉三元配合物。通过配位滴定、元素分析和红外光谱等测试,确定其组成为RE2(CA)3(phen)2(RE为Eu、La和Y;CA为樟脑酸;phen为1,10-菲咯啉);通过三维荧光光谱图确定其最佳激发波长为330.0 nm,即在330.0 nm激发光下的发射光谱图中均显示出Eu3+离子5D0→7F0(579nm),5D0→7F1(594 nm)和5D0→7F2(612 nm)等三条特征谱线,其中5D0→7F2(612 nm)为最强跃迁峰。荧光强度变化研究表明,适量镧和钇离子的掺杂并没有降低铕离子的荧光强度,说明镧和钇对铕离子荧光发射有敏化作用。     

掺铒钨碲酸盐玻璃光谱性质的研究

研究了掺铒钨碲酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱。应用JuddOfelt理论计算了Er3+的光谱强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。从光谱强度参数的计算说明掺铒钨碲酸盐玻璃中Er—O键的共价性强于碲酸盐玻璃中Er—O键的共价性。玻璃的荧光半高宽为52nm,大于Er3+在磷酸盐和硅酸盐玻璃中的荧光半高宽。应用McCumber理论,计算了钨碲酸盐玻璃中Er3+离子在峰值波长1532nm的受激发射截面,为0.91×10-20cm2,大于Er3+在碲酸盐玻璃中的受激发射截面0.75×10-20cm2。由于掺铒钨碲酸盐玻璃的玻璃转变温度高、有较大的声子能量、较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面,是制作高增益的光波导放大器的理想材料。     

Er掺杂氟碲酸盐玻璃的制备和上转换发光性能的研究

结合氟化物玻璃和碲酸盐玻璃的各自优势,在空气气氛下通过熔融法制得了光学性能良好的氟碲酸盐玻璃,该体系玻璃具有较低的声子能量,Er掺杂和Er/Yb共掺氟碲酸盐玻璃在980 nm激光的激发下可实现上转换发光,能观察到明显的绿光和红光。对稀土掺杂玻璃进行吸收光谱的分析,并利用J-O理论计算了振子强度参数和光谱品质因数,有较好的发光能力。通过分析可见光光谱,结合Er的能级结构,得出了实现可见光发光的能量传递过程,并利用速率方程证明该过程是线性衰变和上转换的共同作用。     

氟氧硅酸盐玻璃钐离子的光谱参数计算和荧光光谱分析

本工作针对Sm3+掺杂氟氧硅酸盐(NBZASB)玻璃进行了制备合成,对玻璃的吸收和荧光光谱展开了测试与分析.根据吸收光谱进行了光谱参数的计算,获得了氟氧硅酸盐玻璃中Sm3+离子的晶场调节参数,进而计算得到各能级光谱参数,其中钐离子4G5/2能级到6H9/2和6H7/2到两个能级跃迁的自辐射跃迁几率分别为187 s-1和107s-1,荧光分支比分别达到47％和27％.在商用365 nm和254 nm紫外光激发下Sm3+掺杂NBZASB玻璃呈现明亮的橙红色光,发射光谱表明其最强发射峰位于600 nm.激发光谱表明,氟氧硅酸盐玻璃中Sm3+离子的有效受激波长范围覆盖了从345 nm紫外光到472 nm绿色光等六个激发峰的宽光谱区域,多种商用激光器、激光二极管及发光二级管都可以有效激发Sm3+掺杂NBZASB玻璃.     

稀土离子掺杂钠钙硅玻璃的光学性能和光谱特性

通过分光光度计和荧光光谱仪分别测试了几种稀土离子在钠钙硅玻璃中的光学性能和光谱特性,总结了不同稀土离子的吸收峰、发射峰及对应的能级跃迁。结果表明:Ce、Sm、Eu、Tb和Dy 5种稀土离子吸收紫外光并发射可见荧光;Sm、Dy和Yb 3种稀土离子吸收近红外光。     

纳米晶LaAlO_3掺Eu~(3+)的复合沉淀法制备及发光性质

以NH3·H2O-NH4HCO3混合溶液为复合沉淀剂,制备了LaAlO3∶Eu3+纳米晶体.通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对产物进行了表征,用荧光光度计测试了样品的三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明:前驱沉淀物经800℃焙烧处理2h,制备出球型形貌,颗粒分散性好、尺寸约为40nm的立方相LaAlO3纳米晶.由三维荧光光谱确定了LaAlO3∶Eu3+的最佳监测波长和激发波长,在395nm波长光的激发下观察到纳米LaAlO3中Eu3+的591nm(5D0-7F1)和613nm(5D0-7F2)特征发射谱,磁偶极跃迁5D0-7F1的发射峰强度要比电偶极跃迁5D0-7F2更强,而且这种趋势随着焙烧温度的升高明显增强,说明由该法制备的纳米LaAlO3中Eu3+离子占据的位置具有高的对称性.     

原位合成配合物Eu(DBM)3·2H2O在凝胶玻璃基质中的发光性能

在乙烯基改性的凝胶玻璃基质中原位合成了Eu(DBM ) 3·2H2 O配合物 ,用低温稳态光致发光 ( photoluminescence,PL)光谱和室温时间分辨光谱研究了其光谱性能。研究表明 :Eu3 离子在原位合成配合物Eu(DBM ) 3·2H2 O中的近邻对称性为C2V。在刚性的凝胶玻璃基质中由于分子间相互碰撞和剧烈振动而引起的热去激活和非辐射弛豫几率降低 ,更有利于有机配体到Eu3 离子5D0 能级的有效分子内传能 ,5D0 能级的寿命较在乙醇溶液中大得多     

掺铒铋酸盐玻璃和掺铒碲酸盐玻璃的荧光俘获和浓度猝灭效应

用高温熔融法制备了系列掺铒铋酸盐和碲酸盐玻璃,用分光光度计测试吸收光谱,并用荧光光谱仪测试了不同铒离子掺杂浓度时玻璃样品的荧光光谱和荧光寿命.结果显示:掺铒后,铋酸盐玻璃和碲酸盐玻璃中存在着强烈的荧光俘获和浓度猝灭效应.随着玻璃中铒离子掺杂浓度的增加,1.53 μm波段荧光谱展宽,1 560 m波长处荧光次峰增强,但相对于铋酸盐玻璃,碲酸盐玻璃具有更为强烈的荧光俘获效应.同时,随着铒离子掺杂浓度的增加,4I13/2能级荧光寿命和1.53 μm波段荧光强度呈先增加后减小趋势.根据Dexter能量转移理论,计算并分析比较了这2种宽带玻璃系统中铒离子发生浓度猝火的临界距离R0及相互作用参数Cer-Er.     

Compositional Dependence of Infrared-to-Visible Upconversion in Yb3+- and Er3+-Codoped Germanate, Gallate, and Tellurite Glasses

Upconversion fluorescences of the green ⁴S_3/2→⁴I_15/2 and red ⁴F_9/2→⁴I_15/2 transitions of the Er³⁺ ion are studied for Yb³⁺- and Er³⁺-codoped sodium germanate, potassium tantalum gallate, and barium tellurite glasses by InGaAs laser-diode pumping. The phonon energies of the host glasses are determined by infrared-reflection measurements. Compositional effects on the Judd—;Ofelt parameters for the Er³⁺ ion, the spontaneous emission probability (SPE) of the ²F_5/2→²F_7/2 transition for the Yb³⁺ ion, and the phonon energy of the glass network are discussed in terms of glass structure. The factors that affect the upconversion fluorescence intensities of the Er³⁺ ion are discussed, using the phonon energy of the host glass and the SPE for the Yb³⁺ ion in the germanate, gallate, and tellurite glasses.     

Er3+掺杂氧氟锗硅酸盐玻璃的频率上转换研究

研究了基质玻璃成分对Er^3 掺杂氧氟锗硅酸盐玻璃上转换光谱和Raman光谱的影响,分析了氧氟锗硅酸盐玻璃中Er^3 的上转换发光机理。结果表明：通过975nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的绿光(529,545nm)和红光(657nm)发射,分别是由于Er^3 的。H11/2→^4I15/2,^4S3/2→^4I15/2,和^4F9/2→^4I15/2跃迁,且均为双光子吸收过程。与545nm的绿光发射相比,657nm的红光发光强度比较微弱。随GeO2浓度的增加,基质玻璃的最大声子能量下降,导致无辐射跃迁几率降低,因此绿光和红光的发光强度都增强,但是其对绿光的影响大于红光。     

蓝绿光上转换荧光输出的稀土掺杂玻璃研究进展

上转换光纤激光器由于在医疗、生命科学等领域应用逐步加强,近年来受到了广泛的重视.本文简要回顾了上转换发光的发展历程,归纳了能够实现蓝绿光输出的稀土离子的种类,详细阐述了近年来具有蓝绿光输出的上转换发光的不同基质玻璃(氟化物玻璃、硫化物玻璃、碲酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、铋酸盐玻璃、卤氧化物玻璃)的研究进展,最后,对稀土离子掺杂的玻璃上转换发光的研究动向进行了展望.     

Eu‐, Tb‐, and Dy‐Doped Oxyfluoride Silicate Glasses for LED Applications

Luminescence glass is a potential candidate for the light‐emitting diodes (LEDs) applications. Here, we study the structural and optical properties of the Eu‐, Tb‐, and Dy‐doped oxyfluoride silicate glasses for LEDs by means of X‐ray diffraction, photoluminescence spectra, Commission Internationale de L'Eclairage (CIE) chromaticity coordinates, and correlated color temperatures (CCTs). The results show that the white light emission can be achieved in Eu/Tb/Dy codoped oxyfluoride silicate glasses under excitation by near‐ultraviolet light due to the simultaneous generation of blue, green, yellow, and red‐light wavelengths from Tb, Dy, and Eu ions. The optical performances can be tuned by varying the glass composition and excitation wavelength. Furthermore, we observed a remarkable emission spectral change for the Tb³⁺ single‐doped oxyfluoride silicate glasses. The ⁵D₃ emission of Tb³⁺ can be suppressed by introducing B₂O₃ into the glass. The conversion of Eu³⁺ to Eu²⁺ takes place in Eu single‐doped oxyfluoride aluminosilicate glasses. The creation of CaF₂ crystals enhances the conversion efficiency. In addition, energy transfers from Dy³⁺ to Tb³⁺ and Tb³⁺ to Eu³⁺ ions occurred in Eu/Tb/Dy codoped glasses, which can be confirmed by analyzing fluorescence spectra and energy level diagrams.     

白光LED用稀土离子掺杂硼硅酸盐玻璃的发光性能

用熔体淬冷法在空气中制备了稀土(Tm,Dy,Tb,Eu)离子单掺和共掺的硼硅酸盐发光玻璃.研究了制得玻璃的发射光谱和激发光谱特性.结果表明:Eu离子单掺玻璃的发射光谱中出现了Eu2 和Eu3 的特征发射带,证明在此玻璃系统中,有部分Eu3 转化为Eu2 .Eu3 →Eu2 的转化效率与玻璃基质中B2O3的含量和网络调整体的类型有关,并且Eu2 的发射峰随玻璃基质中碱土离子半径的增大而出现红移.Eu/Dy和Tm/Tb/Eu共掺的硼硅酸盐玻璃的发射光谱中出现蓝、黄/绿、红发射带.这些发射带的复合可以使玻璃在紫外光激发下产生白光,并且各发射带的强度比例可以通过改变玻璃基质的组成来调节,表明所制备的稀土离子掺杂硼硅酸盐发光玻璃有可能取代荧光粉应用于制备白光发光器件.     

Spectroscopic Properties and Energy Transfer Mechanism of Er^3＋/Yb^3＋/Ce^3＋ Codoped Tellurite-based Glasses

为进一步揭示多稀土离子共掺低声子能量玻璃中Er3＋的光谱特性及其发光机理,采用高温熔融法制备了Er3＋/Yb3＋/Ce3＋共掺组分为（72.5–x）TeO2–20ZnO–5La2O3–0.5Er2O3–2Yb2O3–xCe2O3（x=0,0.4,0.7,1.0,摩尔分数x%）的碲酸盐玻璃,通过测量吸收光谱、荧光光谱和无掺杂样品的Raman光谱,以及计算相应能级间的吸收截面和受激发射截面,研究并分析了Yb3＋和Ce3＋离子掺杂对于Er3＋的1.55μm波段荧光特性的影响。结果显示：Yb3＋和Ce3＋的引入能显著增强975nm泵浦下Er3＋的1.55μm波段荧光强度。分析表明：Er3＋在1.55μm波段荧光强度的增强主要归结于Yb3＋/Yb3＋、Yb3＋/Er3＋离子间的共振能量传递过程以及基于单声子和双声子辅助的Er3＋/Ce3＋离子间的能量传递过程,并通过计算得到了相应稀土离子间的能量传递微观参数和声子所作的贡献比。     

稀土离子掺杂的多组分玻璃光纤

稀土离子掺杂的多组分玻璃光纤在宽带光纤放大器与上转换光纤激光器中具有重要的应用。本文介绍了稀土离子掺杂多组分玻璃光纤宽带光纤放大器与上转换光纤激光器的工作机理,综述了其最新相关研究进展,并对目前研究中需进一步解决的问题及未来的发展提出了建议与展望。从当前的研究现状来看,碲酸盐玻璃和铋基玻璃应是今后宽带玻璃光纤放大器光纤基质材料的研究重点。对上转换光纤激光器基质材料而言,如何获得更好的具有低声子能量和优良物化性能的玻璃基质,还需进一步探索。     

Synthesis and White-Light Emission of ZnO/HfO2: Eu Nanocables

ZnO/HfO₂:Eu nanocables were prepared by radio frequency sputtering with electrospun ZnO nanofibers as cores. The well-crystallized ZnO/HfO₂:Eu nanocables showed a uniform intact core–shell structure, which consisted of a hexagonal ZnO core and a monoclinic HfO₂ shell. The photoluminescence properties of the samples were characterized. A white-light band emission consisted of blue, green, and red emissions was observed in the nanocables. The blue and green emissions can be attributed to the zinc vacancy and oxygen vacancy defects in ZnO/HfO₂:Eu nanocables, and the yellow–red emissions are derived from the inner 4f-shell transitions of corresponding Eu³⁺ ions in HfO₂:Eu shells. Enhanced white-light emission was observed in the nanocables. The enhancement of the emission is ascribed to the structural changes after coaxial synthesis.     

Design and intelligent colour regulation of luminescent silk chemically bonded with Eu(III) and Eu(III)/Tb(III)

Design and successful synthesis of a series of novel luminescent silk chemically modified with europium(III) [Eu(III)] and europium(III)/terbium(III) [Eu(III)/Tb(III)] is reported. The modified silk specimens were characterised by infrared spectroscopy, fluorescence spectroscopy, scanning electron microscopy, and evaluated for their colour fastness. The rare earth ions were linked to the silk fibre via chemical bonds with the aid of tetracarboxylic acids used as the bridging ligands. Therefore, the modified silk had excellent luminescent stability and colour fastness to water and sunlight. Based on the blue fluorescence of silk along with the red and green luminescence of Eu(III) and Tb(III), respectively, under ultraviolet irradiation intelligent colour regulation was easily achieved by adjusting either the amount of Eu(III) or the ratio of Eu(III)/Tb(III). The Commission International de l'Eclairage chromaticity co‐ordinates calculated from the emission spectra also confirm the colour changes. Benefiting from the tunable colour and high stability, the modified silk could be an excellent candidate for applications in anti‐counterfeiting and flexible tunable light‐ emitting materials.