掺饵氟化物玻璃光谱和上转换发光的研究

研究了掺铒氟锆酸盐玻璃的光谱和可见光区的发光性质，及其与玻璃中氯含量的关系。结果表明玻璃中阴离子组成对发光性质具有更大的影响。用８００ｎｍ钛宝石激光作光泵源，测定了块状玻璃和光纤的上转换发光。在所有样品中都观察到由跃迁产生的．中心波长在５５０ｎｍ附近很强的发光。研究了影响上转换发光的诸因素。     

Ce3+对Er3+的上转换荧光淬灭

提要:本文研究了Ce3 离子对Er3 离子的上转换荧光淬灭规律,随着Ce3 离子浓度增加,Er3 离子各波段的上转换荧光强度迅速下降,并且发现红色荧光带的淬灭要快于绿色荧光带。具体分析了Er3 离子的上转换荧光的产生机制,通过分析Ce3 对Er3 离子淬灭机理,进一步讨论了Er3 离子的上转换机制。     

掺Pr3+碲酸盐玻璃的红外及上转换发光

根据掺Pr^3 碲酸盐玻璃在980nm附近的吸收谱及1．31μm和可见光区间内的荧光发射谱，研究了玻璃样品光谱特性随稀土离子浓度变化的规律及其上转换发光．结果表明：在Yb^3 离子浓度不变的情况下，1．31μm处的发光随着Pr^3 离子浓度的增加，其强度先增加而后减小，并在浓度为0．15mol％时达到最大值，同时根据Judd-Ofelt理论计算了稀土离子的光辐射特性．     

Er~(3+),Yb~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃上转换发光的研究

测量了 Er3+掺杂氟氧化物微晶玻璃、Er3+ ,Yb3+掺杂氟氧化物微晶玻璃退火前后 3种样品的吸收光谱、激发光谱、上转换发光光谱及其强度随泵浦光强的变化 ,对比讨论了其上转换发光特性     

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。     

氟硼酸盐玻璃的上转换发光

制备了Er^3＋离子掺杂的Yb^3＋离子氟硼酸盐玻璃,利用R-500型分光光度计,测量了样品在980mn和488mn激光激发下的发光特性,并就其红外上转换机制展开了讨论。     

应用于白光显示的碲酸盐玻璃上转换发光特性

用高温熔融法制备了Tm3+/Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-La2O3)样品,测试了玻璃样品的吸收光谱和上转换发光光谱,分析了上转换发光机理。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可以观察到强烈的红光(662 nm)、绿光(525、546 nm)和蓝光(475 nm)三基色上转换发光,分别对应于Er3+的4F9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和Tm3+的1G4→3H6能级跃迁;随着Yb3+掺杂含量和泵浦功率的增加,样品的上转换发光强度都得到了一定程度的提高;通过调整稀土掺杂的浓度,得到了接近于标准白光(EE)发射。     

Ce3+离子对掺Er3+碲酸盐玻璃光谱性质的影响

研究了Ce3 + 对掺Er碲酸盐玻璃荧光光谱性质的影响 ,比较了不同的Ce3 + 掺杂浓度下Er3 + 离子荧光发光强度的变化 ,分析了Ce3 + 离子对Er3 + 离子作用的原理 ,应用经典方程计算了Er3 + 离子 4I1 1 / 2 能级的荧光寿命及其变化     

Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的上转换低温特性研究

研究了低温下Er3+/Vb3+共掺碲酸盐玻璃在975 nm激光激发下的上转换光谱与温度的关系.通过上转换光谱测量观察到3处上转换荧光,它们依次为529 nm(2H11/2→4I15/2),546 nm(4S3/2→4I15/2)和669 nm(4F9/2→4I15/2),上转换绿光(546 nm)和红光(669 nm)荧光强度在80 K左右达到了最大值,与300 K温度下相比分别提高了2.198和1.556倍.而529 nm上转换绿光强度随着温度的降低逐渐减弱,直至消失.研究了4S3/2能级和2H11/2能级之间的粒子数分布与温度的关系,并通过理论模型拟合了实验测量的4S3/2能级和2H11/2能级之间的粒子数分布,测量了8～300 K温度范围下,4Sa/2能级和4F9/2的寿命和温度的变化关系以及通过高斯拟合研究了4S3/2能级和2H11/2能级Stark分裂与温度的关系.     

Li+和稀土离子共掺ZrO2上转换发光特性

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了Li+/Er3+/Yb3+三掺ZrO2纳米晶粉末.对纳米晶粉末样品进行了XRD检测,表明Li+掺入并没有改变晶体结构.在室温下用980 nm激光研究了烧结温度为800℃样品的上转换发光特性,掺入Li+后纳米晶粉末样品红绿光波段的荧光强度都有很好的增强.通过对激发功率与荧光强度的关...     

Er3+ Sensitized Photon Upconversion Nanocrystals

Lanthanide doped upconversion nanocrystals, showing bright future in diverse fields, are typically excited by ≈700–1000 nm light when Nd³⁺ and Yb³⁺ are used as sensitizers. Thus far, extending the excitation range of upconversion nanocrystals is still a formidable challenge. Herein, a new type of upconversion nanocrystals is reported, using Er³⁺ ions as sensitizers, which can be excited by 1532 nm light located in the second near‐infrared biological window. Through Er³⁺ sensitization, upconversion emission from a series of activators, including Nd³⁺, Ho³⁺, Eu³⁺, and Tm³⁺, is obtained and can be modulated by Yb³⁺ codoping. In addition, Er³⁺ sensitized photon upconversion of Ho³⁺ and Tm³⁺ can be further enhanced by shell coating. It is found that Er³⁺ sensitized upconversion processes are mainly dependent on the energy transfer between Er³⁺ ions and activators. Considering the demonstration of anticounterfeiting by using this newly designed nanocrystal, it is anticipated that these results can bring more opportunities to upconversion nanomaterials in other aspects, ranging from lasing to super resolution imaging.     

Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的光谱性质和上转换机理

研究了Er^3 掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱和上转换光谱性质，分析了玻璃中Er^3 的上转换发光机理，应用Judd—Ofelt理论计算了Er^3 在玻璃中的强度参数Ωt(t=2，4，6)，自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。结果表明，在975nm抽运光激发下，观察到强烈的绿光和微弱的红光；绿光和红光发射是由于双光子吸收过程，其上转换机理是能量转换(ET)和激发态吸收(ESA)。拉曼光谱分析表明，对于上转换发光，玻璃结构中的F^-离子起到重要作用。     

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。     

掺铒光纤中的绿色荧光研究

从铒离子的能级结构出发,分析了掺铒光纤中绿色荧光的产生机理以及绿光荧光功率与泵浦功率的关系,克服了Giles模型在掺铒光纤绿光分析中的不足.实验研究了泵浦功率对绿色荧光的影响,结果表明:当泵浦功率很低时,绿色荧光的功率与泵浦功率的二次方成正比,而当泵浦功率很大时,绿色荧光功率与泵浦功率的一次方成正比,实验结论与理论分析结果相吻合.     

Er^3＋掺杂玻璃的1．5μm发射光谱及其带宽

用高温熔融法制备了Er^3 掺杂的氧化物玻璃，研究了Er^3 在11～300K温度范围内对应于^4I13/2→^4I15/2跃迁的1．5μm发射光谱，将^4I13/2多重态中的高能态和最低能态向基态跃迁发射的光谱成分从测量的发射光谱中分离开来，讨论了光谱成分对1．5μm发射带宽的影响。提出了等效四能级模型，并用此模型解释了Er^3 ^4I13/2→^4I15/2辐射跃迁的线形及其变温特性。分析表明，提高^4I13/2多重态中高能态的辐射跃迁几率是获得室温下宽带1．5μm发射的关键。最后，根据Mc Cumber理论，利用吸收光谱变换得到了与测量一致的发射光谱形状及相应的受激发射截面。     

980 nm抽运时掺铒光纤放大器中的上转换发光效应研究

采用980nm抽运的掺铒光纤放大器（EDFA）中存在上转换发光效应。能级分析和光谱扫描结果表明上转换辐射光为绿色荧光。波长为538nm和514nm，其产生机理为铒离子的激发态吸收效应（ESA）。从理论和实验两方面分析了抽运功率和信号功率这两个放大参量对上转换绿色荧光的影响，结果表明，存在一个特殊抽运功率值，当抽运功率小于该值时，上转换绿色荧光的抽运效率随抽运功率的增加而快速增大；抽运功率大于该值时，上转换绿色荧光的抽运效率变化缓慢，基本保持稳定。掺铒光纤放大器工作在线性放大状态下，输入信号的有无和功率大小对绿色荧光影响很小；掺铒光纤放大器工作在饱和状态下，绿色荧光功率随输入信号功率增加而增加。     

Tm3+,Yb3+共掺的氟铝基玻璃的能量传递与上转换发光

在 970 nm L D激发下 ,研究 Tm3 ,Yb3 共掺的 Al F3 基 (AYF,AZF)玻璃能量传递和上转换发光性质。发现对于 Tm3 的浓度猝灭 ,蓝光跃迁比近红外荧光跃迁表现更明显 ;对 4 76 nm蓝光跃迁 ,AYF和 AZF玻璃 Tm3 最佳掺杂浓度都为 0 .1mol- % ;而对 793nm的近红外跃迁 ,Tm3 最佳掺杂浓度为 0 .3～ 0 .5mol- %。AYF玻璃的 Yb3 离子最佳掺杂浓度为 5mol- % ,AZF玻璃则为8～ 10 mol- %。 Tm3 (3 F4 )→ Yb(2 F5/ 2 )反向能量传递是引起 Yb3 离子对上转换荧光的浓度猝灭的重要原因。     

Tb3+掺杂SrO-TiO2-SiO2玻璃在红外飞秒激光照射下的三光子激发上转换发光

Tb3 掺杂SrO-TiO2-SiO2 玻璃在 800nm 的飞秒激光照射下可以观察到红外至可见的上转换现象.由飞秒激光激发的上转换荧光光谱与 267 nm 氙灯激发的荧光光谱非常相似.其上转换荧光可归因于Tb3 的5D3→7F4和5D4→7FJ(J=6,5,4,3)能级跃迁.由发光强度和泵浦光源能量之间的关系可以得出此上转换过程为三光子同时吸收过程.基态电子同时吸收三个红外光子被激发到较高激发态,然后以非辐射跃迁方式弛豫到较低激发态,再辐射跃迁到基态从而产生 Tb3 的特征发光峰.这现象可应用于三维立体显示,可见激光和高密度光存储技术.