M_3(PO_4)_2(M=Sr,Ba)中 Ce~(3 )和 Tb~(3 )的发光

引言近来,我们报道了几种基质晶格中 Tb~(3 )的发光。特别强调了是什么因素决定 Tb~(3 )发光颜色的问题。通常,Tb~(3 )的发光是由于~5D_3和~5D_4能级的作用。~5D_3能级的发射是一般所说的蓝光发射,~5D_4能级的发射则是一般所说的绿光发射,因为事实上主发光线分别在蓝色和绿色光谱区。决定~5D_3和~5D_4发射强度比的主要因素是 Tb~(3 )的浓度。就大部分固态基质晶格而言,从~5D_3到~5D_4的无幅射多声子弛豫的可能性相当低。     

稀土激活石榴石材料Y_(3-x)Gd_xM_2 GaGe_2O_(12)(M=Mg,Zn)的阴极射线发光和光致发光

1.引言稀土激活的石榴石可作为发光材料并用于激光技术领域。在稀土激活的石榴石中,基质晶格的缺陷中心与激活剂离子之间的能量传递可以导致激活剂发光的增强(例如Y_3Al_5O_(12)∶Ce~(3+),Cd_(3-x)CaGa_2Ge_3O_(12)∶Tb~(3+),Cd_(3-x)Al_2Ge_3O_(12)∶Tb~(3+))。本项工作着重研究了新型石榴石材科Y_3M_2GaGe_2O_(12)(M=Mg,Zn)中缺陷中心和激活剂之间的能量传递以及Gd替代Y_(3-x)Gd_xM_2GaGe_2O_(12)石榴石发光。根据阴极射线发光     

Li-La磷酸盐激光玻璃Cr~(3+)→Nd~(3+)敏化

本文对Li-La磷酸盐玻璃单掺Cr~(3+)离子及双掺Cr~(3+)、Nd~(3+)离子的光谱性质进行了研究,测定了玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。Li-La磷酸盐玻璃中Cr~(3+)→Nd~(3+)的能量转移效率为38％,最适当的钕离子浓度为2×10~(21)cm~(-3),Cr_2O_3含量≥0.1wt％。     

Yb~(3+),Er~(3+)共掺磷酸盐铒玻璃光谱性质研究

研究了Yb3+ ,Er3+ 共掺磷酸盐铒玻璃的吸收光谱和荧光光谱性质。通过测定和计算各种Yb3 + ,Er3 + 共掺磷酸盐铒玻璃光谱参数 ,初步探明了Yb3+ 离子浓度、碱金属氧化物R2 O(R =Li,Na ,K)和碱土金属氧化物MO(M =Zn ,Mg ,Ca,Ba)的引入及网络生成体P2 O5 的含量对Yb3 + ,Er3 + 共掺磷酸盐铒玻璃光谱性质的影响。在Yb3+ ,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃中实现了Er3+ 荧光寿命达 7 5ms,受激发射截面为 0 8× 10 - 2 0 cm2 的光谱特性 ,为今后该玻璃的激光实验提供了重要参数     

硅酸铅玻璃中Tb~(3 )和Tm~(3 )间的能量传递

当在38％PbO-62％SiO_2玻璃中用镧系元素离子作杂质时,激发过程是从Tb~(3 )的~5D_4能级到Tm~(3 )激发能级的无辐射传递。对应于这个传递过程的主要弛豫机制是~5D_4(Tb) ~3H_6(Tm)→~F_0(Tb) ~3F_3(Tm)。Tb~(3 )离子~5D_4能级发光的衰减曲线与Inokuti-Hirayama能量传递模型相符;后者适用于无施主扩散条件下的电子偶极子一电子偶极子相互作用。激发定域似乎受电子能级非均匀展宽的影响.偶极子一偶极子耦合参数为2×10~-(53)m~6s~(-1),而且对温度的依赖性很弱。相互作用的特性可归因于含有镧系元素杂质格位的几何形变。     

ZnMoO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉的制备及发光特性研究

采用高温固相法制备了ZnMoO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉,对样品进行了X射线衍射(XRD)和荧光光谱测定.XRD结果表明,样品在800℃时能得到单一ZnMoO_4相.激发光谱由1个宽带峰和若干个尖峰组成,宽带属于Mo~(6+)-O~(2-)电荷迁移吸收带(CT),并且发现宽带峰位随Tb~(3+)掺杂浓度增加而出现蓝移,尖峰属于Tb~(3+)的4f-4f跃迁,最强激发峰位于377 nm处.发射光谱由四组峰组成,最强发射峰在543 nm处,对应于Tb~(3+)的~5D_4-~7F_5跃迁,属于磁偶极跃迁.研究了ZnMoO_4:Tb~(3+)荧光粉在543 nm的主发射峰强度随Tb~(3+)掺杂浓度的变化情况.结果显示,随Tb~(3+)浓度的增加,发射峰强度先增大;当Tb~(3+)浓度x=0.15时,峰值强度最大;而后随Tb~(3+)浓度增加,峰值强度减小.荧光寿命测试得到Tb~(3+)的~5D_4-~7F_5跃迁发射的荧光寿命值为0.506 ms.光谱特性研究表明,ZnMoO_4:Tb~(3+)是一种可能应用在白光LED上的绿基色发光材料.     

MNd(PO_3)_4晶体的光谱荧光研究(化学式中M为Li、Na、K、Rb和Cs)

本文目的系研究属于高浓度磷酸盐玻璃类的一系列Nd化合物的光谱荧光特性。关于能够利用这类某些有代表性化合物作为微小型激光器工作元件的报道、引起对这类化合物感兴趣,因为尽管Nd离子是化合物的组成元素,但相对弱的激活离子荧光浓度猝灭是这种化合物的特征。最初的报道属于过磷酸钕NdP_5O_(14)。后来其他作者相继报道了关于以LiNdP_4O_(12)和KNdP_4O_(12)为基础的微小型激光器的有效材料,这些材料属于MNd(PO_3)_4型二元多磷酸盐类。本文按文献[2]方法长出碱金属和Nd的     

Tb~(3+):SiO_2光转换薄膜的制备及性能研究

采用水热法制备了纯相Tb(OH)_3纳米棒,并以Tb(OH)_3纳米棒为掺杂剂制备了Tb~(3+):SiO_2光转换功能薄膜。研究了反应温度、离子浓度以及pH值对Tb(OH)_3纳米棒形貌结构的影响,同时研究了Tb(OH)_3纳米棒和Tb~(3+):SiO_2薄膜的发光性能。结果表明:在pH值为9.0,水热温度为180℃,离子浓度为0.25mol/L时合成的纳米棒在492,543,584和621nm处都有明显的荧光发射;而且,与其他样品相比,其荧光强度最强。在紫外光激发下,Tb~(3+):SiO_2薄膜在表现出Tb~(3+)特征发光的同时,也在400~480nm处表现出较强的宽带蓝紫光发射。     

Tm0.03Yb0.18La0.79P5O14和Tm(0.1)Yb(3)∶ZBLAN玻璃的上转换敏化蓝色发光

报道了Tm0.03Yb0.18La0.79P5O14玻璃和Tm(0.1)Yb(3)∶ZBLAN玻璃中Tm3+离子1G4能级的直接上转换敏化发光和间接上转换敏化发光并进行了初步的比较研究,发现在间接上转换敏化的情况下,五磷酸盐中Tm3+离子的上转换发光极大地增强,达到与ZBLAN玻璃可比的水平,它有助于促进上转换研究推向实际应用。     

Tb~(3+)-Yb~(3+)离子对的近红外量子剪裁研究进展

近红外量子剪裁能够有效地提高硅太阳能电池的效率。稀土元素种类繁多,能级丰富,常被用于制作近红外量子剪裁发光材料。研究者们用适当的方法制成发光材料之后,测量材料的吸收光谱,激发光谱和发射光谱。根据这些数据计算得到材料的量子效率。其中Tb~(3+)-Yb~(3+)离子对备受关注。Tb~(3+)吸收紫外-可见光,通过协同能量传递把能量传递给Yb~(3+)离子。Yb~(3+)离子跃迁辐射出1000 nm左右的近红外光。该波段的光子能够被硅太阳能电池吸收利用。Tb~(3+)-Yb~(3+)离子对在不同掺杂浓度,不同基质中得到的量子效率不同。     

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...     

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。     

Fluorescence dynamics of Er3+ and Ho3+ ionsand energy transfer in some fluoride glasses

A detailed study at room temperature of the fluorescence dynamics of Er³⁺ and Ho³⁺ ions and energy transfer processes Er³⁺→Ho³⁺ in the ABLA, BATY, and BIZYT fluoride glasses is reported. Numerous concentrations and different selective laser excitations in the visible and infrared spectral ranges are used. The best concentrations and the more suitable glasses for laser applications at 2 μm are determined     

Cr3+,Yb3+,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃中Ce3+和Cr3+离子对光谱性质的影响

研究了 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃的吸收光谱和荧光光谱性质。通过测定和计算各种 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+ 共掺磷酸盐铒玻璃的光谱参数 ,初步探明了 Ce3+ 和 Cr3+ 离子浓度含量对 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+ 共掺磷酸盐铒玻璃光谱性质的影响。结果表明 ,Ce O2 含量为 2 .8mol- %,Cr2 O3含量为 0 .0 8wt.- %玻璃的光谱性质较好。Ce3+ 离子价态的变化也对玻璃的光谱性质有重要影响。 Ce3+ 离子的存在更有利于对抽运光的吸收和能量的传递。在 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃中实现了 Er3+荧光寿命达 8m s,受激发射截面为 0 .8× 1 0 - 2 0 cm2的光谱特性 ,为今后该玻璃的激光实验提供了重要参数。     

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。     

Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析

制备了新的Er3+/Yb3+共掺氟氧硅酸盐微晶玻璃,测试了荧光光谱、吸收光谱。研究了氟氧化物微晶玻璃中Er3+离子的上转换发光特性,采用Judd-Ofelt理论对样品光谱进行了分析,拟合得到了强度参数,Ω2=4.4756,Ω4=1.0059,Ω6=1.2098。计算了样品的辐射寿命、跃迁几率、荧光分支比等光谱参数。结果表明,样品通过热处理形成了氟化物微晶,降低了声子能量,提高了上转换效率。绿光、红光上转换荧光强度比玻璃样品增强约2到3倍。Judd-Ofelt理论分析表明Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃具有较高的上转换效率,是制作微型激光器和三维立体显示的优良材料之一。     

Fabrication and characterization of Yb3+:Er3+phosphosilicate fibers for lasers

Fabrication process of efficient Yb³⁺,Er³⁺ codoped phosphosilicate fibers by modified chemical vapor deposition (MCVD) combined with the solution doping technique is studied in detail. We show that the process can be adapted to incorporate low viscosity phosphate glass and some important issues in the fabrication process are discussed. These include the sensitive presintering pass. We also report on the fabrication of a low loss all-glass double clad Yb³⁺:Er³⁺ codoped fiber. We explain how we evaluate the fibers and discuss the effect of the ytterbium to erbium concentration ratio on the laser characteristics. Finally, we present results of some investigations into the mechanisms which can affect the efficiency of the lasers, and show that the detrimental up-conversion from the metastable level of the erbium ions is dramatically reduced by the presence of the ytterbium ions     

Fiber-compatible K+-Na+ ion-exchanged channelwaveguides: fabrication and characterization

A systematic study of waveguides fabricated by K⁺-Na ⁺ exchange in soda-lime silicate and BK7 glasses is presented. The measured K⁺ concentration profile, the refractive index profile, and the diffusion profile obtained by solving the one-dimensional diffusion equation are correlated to explain the differences in the index profiles in the two glasses. The mobility of the potassium ions was measured by fabricating waveguides using electromigration. Surface waveguides formed by diffusion from a molten KNO₃ salt bath were buried by applying an electric field. Single-mode channel waveguides for operation at a wavelength of 1.3 μm that exhibit excellent mode matching with conventional optical fibers, achieving a fiber-waveguide insertion loss of less than 1 dB for a 20-mm-long waveguide, have been obtained     

Yb~(3 )-Ho~(3 )双掺杂ZBLAN玻璃中Ho~(3 )的上转换发光

室温下用ＬＤ（０．９７μｍ）作为激发源，测出不同双掺浓度（Ｙｂ３＋－Ｈｏ３＋）玻璃Ｙｂ３＋敏化Ｈｏ３＋离子的可见上转换发光光谱，给出了单掺和双掺玻璃中的Ｙｂ３＋荧光寿命。双掺玻璃中Ｙｂ３＋荧光寿命明显降低，Ｙｂ３＋对Ｈｏ３＋离子的敏化上转换发光是非常有效的，并讨论了敏化机理。