掺Er3+硅酸盐玻璃上转换发光特性研究

研究了掺Er^3＋硅酸盐玻璃的吸收光谱和上转换光谱，应用Judd-Ofelt理论计算了Er^3＋强度参数Ωλ（λ=2、4、6）、跃迁振子强度、自发辐射几率、荧光分支比．上转换光谱分析表明：在522、545、658nm处有较强的绿光和红光，分别对应于^2H11／2→^4I15／2、^4S3／2→^4I15／2、^4F9／2→^4I15／2的跃迁，发光曲线拟合斜率分别为1．67，1．94，1．76；上转换发光机制主要是激发态吸收和能量转换，且均为双光子吸收过程．     

掺铒氧氟碲酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了掺铒氧氟碲酸盐玻璃的吸收光谱和上转换发光光谱，分析了Er^3 离子在氧氟碲酸盐玻璃中的上转换发光机理．结果表明：通过975nm的激光二极管(LD)激发，在室温下同时观察到强烈的绿光(524和545nm)和红光(655nm)，分别是由于Er^3 离子^2H11／2→I15／2，^4S3／2→I15／2，和^4F9/2→I15／2跃迁．随PbF2含量增加，绿光的发光强度增加趋势较小，而红光的发光强度增加趋势大于绿光．上转换发光机理主要涉及能量转移和激发态吸收，强烈的绿光和红光激发都是由于双光子吸收过程．     

掺Er3+氟铅硅酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性研究

制备了掺Er^3 氟铅硅酸盐玻璃，研究了玻璃的物理性质、热稳定性、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命，应用McCumber理论，计算了能级^4I13／2→^4I15／2跃迁的吸收和受激发射截面．结果表明：以PbF2等分子替代PbO含量，样品密度、折射率、热稳定性、吸收截面和受激发射截面降低，但荧光半高宽和荧光寿命增加，对Er^3 离子在不同玻璃基质中带宽特性的比较发现，Er^3 掺杂50SiO2—50PbF2玻璃的带宽特性与碲酸盐和铋酸盐玻璃相当，大于磷酸盐，锗酸盐和硅酸盐玻璃，表明掺Er^3 氟铅硅酸盐玻璃可作为宽带光纤放大器的基质材料。     

真空紫外激发下Pr 3+掺杂的几种硼酸盐体系的低温光谱特性

研究了SrB4O7：Pr^3＋，LaB3O6：Pr^3＋及LaMgB5O10：Pr^3＋低温下的光谱．从发射谱上看这三种发光材料都可以产生光子级联发射，对照Pr^3＋离子的能级图对各发射峰进行了指认．因为硼酸盐体系中较高的声子振动能量导致了^3P0和^1D2能级间的无辐射弛豫，所以级联发射的第二步过程^3P0→^3HJ发光非常微弱或基本没有．在LaJ32O6及LaMgB5O10的激发谱上除了4f5d吸收带外还观测到了Pr^3＋离子的^3H4→^1S0跃迁，由此在这两种材料中确常TPr^3＋离早的^1S0能缀相对千昌低的4f5d能缀的付詈．     

20GaF3-15InF3-20CdF2-15ZnF2-18PbF2-10SnF2-2TmF3玻璃光谱性质研究

制备了掺Tm^3 离子GICZPS玻璃：20GaF3-15InF3-20CdF2-15ZnF2-18PbF2-10SnF2-2TmF3，用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的光学参数，研究了玻璃的发光性质，并探讨了其发光机理．结果表明，在641nm激发下，可以观察到485nm(^1G4→^3H6)和528nm(^1G2→^3H5)两个上转换荧光发射峰。     

偏硅酸钙中Pr3+的4f5d态的光谱性质

高温下合成了掺Pr^3＋的CaSiO3,研究了Pr^3＋在室温下的发射光谱和激光谱,观测到Pr^3＋的4f5d态的两上能级,其最低能级向4f^2组态的^3H4,^3H6和^1G4发生辐射跃迁,其中以向^3H4的跃迁最强,而向^3Po和^1D2的无辐射跃迁几率可以忽略,从而得到了一种在短波紫外发光效率很高的新型材料。     

NaYF4:Er3+六棱柱的水热合成及上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒为原料,利用水热法合成NaYF4:Er3+材料。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收(FT-IR)以及发光光谱等手段对产物的物相结构、形貌和荧光性能进行分析。结果表明,NaYF4:Er3+为六角棱柱晶体,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构。在980nm光激发下,NaYF4:Er3+展现出强的上转换光,波长在520nm和539nm为绿光发射,对应为Er3+离子的2 H11/2→4/I15/2和4S3/2→4/I15/2跃迁发射,而652nm为红光发射,则对应于Er3+离子的4F9/2→4/I15/2跃迁发射。     

Er3+:LiYF4单晶生长与光谱特性

采用坩埚下降法在非真空密闭条件下生长出尺寸为φ9mm×68mm的1mol%Er3+:LiYF4单晶材料,测试了样品的折射率、透过光谱、吸收光谱、以及在980nm和792nm激光泵浦下的近红外和中红外荧光光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子在LiYF4晶体材料中的强度参数(Ωt,t=2,4,6)、能级跃迁振子强度(fcal)、自发辐射跃迁几率(A)、荧光分支比(β)、辐射寿命(τrad)等光谱参数,讨论了其近红外和中红外的荧光特性.结果表明,在980nm和792nm激光泵浦下观察到了1.5μm近红外荧光和3.0μm中红外荧光,分别对应于Er3+:4I13/2→4I15/2和4I11/2→4I13/2跃迁,并分析了3.0μm中红外荧光强度较弱的可能原因.     

Er3+掺杂GdVO4纳米粒子的制备及发光性能研究

用水热法制备了Er3+掺杂GdVO4纳米荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱、红外光谱仪(FTIR)对合成样品的结构和发光性能进行表征。探讨了焙烧温度、pH值以及络合剂对GdVO4∶Er3+纳米晶的结构和发光的影响。在760nm近红外光和380nm紫外光激发下激发样品,出现了较强的525nm、553nm特征绿光上转换和下转换发射。其中525nm和553nm分别来自于Er3+离子的2 H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁产生。     

GdAl3(BO3)4:Eu3+荧光粉的光致发光特性

用硝酸盐热分解法合成了单相粉末样品Gd1-xEuzAl3(BO3)4(0≤x≤1),研究了Eu^3 在GdAl3(BO3)4中的紫外和真空紫外光谱性质．GdAl3(BO3)4：Eu^3 中稀土离子占据非中心对称的格位，Eu^3 在其中的特征发射以^5D0→^7F2电偶极跃迁为主,在147nm激发下GdAl3(BO3)4：Eu^3 呈色坐标为(0．645，0．330)的强红光发射，说明是非常有前途的PDP用红色发光材料,在GdAl3(BO3)4：Eu^3 的真空紫外光谱中观察到两个峰，158nm的激发带归属于B03基团的吸收，258nm处的激发带为Eu^3 →O^2-的电荷转移跃迁带．在147nm激发下，GdAl3(BO3)4：Eu^3 的红光发射强度随着Eu^3 浓度的增加而减弱，而在258nm激发下随Eu^3 浓度的增大Eu^3 的红光发射增强，说明它们发光的机理不同。     

高密度发光材料γ-Bi2WO6:Pr3+的发光性质研究

研究了用固相法制备的高密度发光材料γ-Bi2WO6Pr3+的结构、光致发光光谱、激发谱和γ-Bi2WO6的漫反射谱.由实验测得它的晶格参数为a=5.45A,b=16.42A,c=5.43A,密度Dx=9.53g/cm3.它的光致发光光谱主发射峰位于600、608、611、629nm,分别来自于pr3+的1D2→3H4、3P0→3H5、3P0→3H6、3P0→3F2跃迁的发射.其激发谱由位于约225～430nm范围内、最大值约在372nm的主激发带和450nm的激发峰组成;主激发带来自于基质,可能是基质的带间吸收、W-O间电荷迁移吸收和缺陷能级的吸收;450nm的激发峰来自于pr3+的3H4→3P2跃迁吸收.BWOPr3+的最佳掺杂浓度为0.8mol%左右.     

水热法合成NaYF_4∶Er~(3+)/Pr~(3+)上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒、硝酸镨为原料,采用水热法合成了NaYF4∶Er3+/Pr3+上转换荧光粉。利用X射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等方法对产物的形貌、结构和发光性能进行表征。结果表明,NaYF4∶Er3+/Pr3+粉体外观主要是六边棱柱,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构。在980nm激光激发下表现出了强的上转换发光性能。其中波长520.5nm和539nm位置为绿光发射,在652m位置为红光发射,分别对应的是Er3+离子的2 H11/2→4 I15/2、4 S3/2→4 I15/2跃迁发射和4 F9/2→4 I15/2跃迁发射。Pr3+上电子向Er3+的能量迁移提高了发光强度。     

NaYF4∶Er3+六棱柱的水热合成及上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒为原料,利用水热法合成NaYF4∶Er3+材料.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收(FT-IR)以及发光光谱等手段对产物的物相结构、形貌和荧光性能进行分析.结果表明,NaYF4∶Er3+为六角棱柱晶体,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构.在980nm光激发下,NaYF4∶Er3+展现出强的上转换光,波长在520 nm和539 nm为绿光发射,对应为Er3+离子的2 H11/2→4/I15/2和4S33/2→4/I15/2跃迁发射,而652nm为红光发射,则对应于Er3+离子的4 F9/2→4/I15/2跃迁发射.     

Er~(3+)离子掺杂浓度对碲酸盐玻璃光学跃迁及上转换发光性质的影响

采用高温熔融淬火法制备了Er3+掺杂碲酸盐玻璃。测量了不同Er3+浓度掺杂的碲酸盐玻璃的吸收光谱,应用Judd-Ofelt理论计算了J-O参数Ωλ(λ=2,4,6),讨论了Er3+离子浓度对碲酸盐玻璃性质的影响。在980 nm激发下,测量了样品的上转换荧光发射谱,在室温下观察到绿光(525 nm)和红光(655 nm)发射,其分别对应于Er3+的2H11/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁到Er3+/Yb3+,通过分析变激光功率激发下上转换发光光谱强度的变化,得到绿光和红光发射都是双光子过程。此外,还研究了样品的浓度猝灭机制,给出了交叉弛豫的路径。     

Ca2SiO3Cl2∶Dy3+单一基质白光荧光粉的制备及发光特性

采用溶胶-凝胶法合成了发射白光的Ca2SiO3Cl2∶Dy3+荧光粉。利用XRD分析了荧光粉的晶体结构,其为四方晶系。在350nm近紫外光激发下,荧光粉呈白光发射,有两个主发射峰位分别于482和573nm,分别对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2跃迁;监测573nm最强发射峰,激发光谱覆盖200～450nm,主激发峰位于350nm。研究结果表明保温时间的延长有利于发射强度的提高,伴随着Dy3+浓度的增大,发射光谱图中的两个主发射峰先增强后减弱,Dy3+的最佳浓度为2%(摩尔分数)。     

Ca2SnO4:Eu3+的固相反应形成机理及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Ca2-xEuxSnO4发光粉末样品，采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段对样品的固相反应形成机理及光谱特性进行了研究．对于CaCO3和SNO2（2：1）混合粉料，在1250℃进行固相反应时将优先反应生成不稳定的中间相CaSnO3，该相再与CaO继续反应生成最后稳定的目标相Ca2SnO4．Ca2-xEuxSnO4样品在240-360nm范围内存在着Eu^3＋-O^2-电荷迁移吸收带，随着Eu^3＋掺杂浓度（x=0．01-0．15）的增加，吸收带峰位从274nm红移至292nm附近．Ca2SnO4：Eu^3＋发光体的发射以电偶极跃迁^2Do-^7F2为主导地位，在紫外光激发下产生强的红光发射．在Ca2SnO4基质中，Eu^3＋离子的多声子弛豫过程几率小，当Eu^3＋掺杂浓度较低时，可以观察到来自于Eu^3＋较高激发态能级^5D2和^5D1上的辐射跃迁．Eu^3＋离子在同构的Ca2SnO4和Sr2CeO4基质中的发射光谱形状类似，但Ca2SnO4：Eu^3＋的红光发射强度远大于Sr2CeO4：Eu^3＋．     

Cr3+:LiNbO3晶体生长和光谱特性的研究

采用提拉法从近化学计量比的熔体中生长出尺寸为φ20mm×60mm的优质LiNbO3Cr(CLN)晶体,其光学均匀度为7.05E-005.进行了吸收和荧光光谱的测定研究.吸收谱测试表明Cr3+离子在晶体中有两个宽且强的吸收带及两个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为481和657nm,对应于4A2→4T1和4A2→4T2两个具有相同的总自旋能级之间的跃迁,在4A2→4T2吸收宽带的长波边缘处有个很小的吸收峰,其波长为727nm,对应于4A2→2E(R线)的跃迁.荧光测试表明当激发波长为660nm时,CLN晶体荧光宽带和一个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为800～982nm,峰值波长为870nm,对应于4T2→2E,4A2的联合能级跃迁,荧光线峰波长约为752nm,其强度较弱,相应于2E→4A2(零声子线)能级跃迁.计算了晶场强度和Racah参数,其Dq,B,G大小分别为1522.1、542.5和3218.7cm-1,Dq/B=2.81,晶体属于强场介质.研究表明,CLN晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出.又具有较大的倍频系数,有望实现410nm附近紫外的自倍频激光输出.     

Er3+/Yb3+掺杂NaGd(WO4)2粉体的制备与发光性能

采用水热法成功制备了Er~(3+)/Yb~(3+)双掺杂的NaGd(WO_4)_2纳米粉体,研究了不同络合剂、水热温度对样品形貌和结构的影响。测量了不同Er~(3+)掺杂浓度样品的可见上转换和近红外发射光谱。结果表明:在980nm LD激发下,可观测到样品强烈的绿色上转换发光,对应Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(530nm)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)(552nm)跃迁,以及较弱的红色上转换和近红外发光,分别对应Er~(3+)的~4F_(9/2)→4I15/2(656nm)和~4I_(13/2)→~4I_(15/2)(1 532nm)跃迁。且随着Er~(3+)掺杂浓度的增加,样品的上转换红绿光和1.54μm附近的近红外光均呈现出先增大后减小的趋势。样品的激发和发射光谱显示,在378nm处的激发峰最强,对应Er~(3+)的~4I_(15/2)→~4 G_(11/2)能级跃迁,最强发射峰位于552nm。根据泵浦功率与发光强度的关系可以得出,红光和绿光的发射主要为双光子吸收过程,但红光还包含了一定的单光子吸收成分。     

Tm3+掺杂Bi2O3-SiO2-PbO玻璃的～2μm发光光谱性质

用高温熔融法制备了Tm2O3摩尔掺杂浓度分别为0.1%、0.25%、0.5%、0.75%和1%的33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃。采用DSC方法对该种玻璃的析晶性能进行研究,发现其Tx–Tg为138℃,说明该玻璃抗析晶性能良好。基于其吸收光谱,采用Judd-Ofelt理论计算了Tm3+离子的J-O参数和部分激发态能级的跃迁几率、荧光寿命和分支比等光谱参量。分析3F4能级寿命随掺杂浓度变化关系,发现产生自淬灭的临界浓度为3.54×1020ions/cm3。用McCumber理论计算在33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃中Tm3+离子3F4→3H6能级跃迁的吸收截面和发射截面,最大吸收截面和最大受激发射截面分别为3.7×10-21和7.2×10-21cm2。研究结果表明33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃具有较好的光谱性质,是一种实现~2μm激光的较理想玻璃基质。     

水热法合成KGd0.9-xF4∶10% Yb3+, x% Er3+微晶及其上转换发光性能

通过水热合成法制备了KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)微晶,借助X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光分析(PL)对所得样品的晶相结构、形貌和发光性能进行了表征;着重探讨了Er~(3+)掺杂量对样品微观结构及发光性能的影响。XRD结果表明制备的KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)系列微晶均结晶良好,属于立方晶系,其结晶性随着Er~(3+)含量的增加而增强。SEM表明所有制备的样品均为粒径在0.1~0.3μm范围内的类球形颗粒。荧光光谱显示,在980 nm近红外光激发下,所有样品均出现了位于524 nm和545 nm的绿发射及位于660 nm的红发射,分别对应于Er~(3+)的(2H11/2,4S3/2)→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁。色度坐标图表明制备的KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)系列微晶均发出较纯的绿光。