高光学质量Yb:YAG透明陶瓷的制备及激光参数研究

以高纯Y₂O₃, α-Al₂O₃, Yb₂O₃粉体作为原料, 采用固相反应和真空烧结法(1750 ℃, 30 h)制备了高光学质量的Yb:YAG透明陶瓷。5.0at% Yb:YAG陶瓷中Yb ³⁺的实测浓度为6.41×10 ²⁰ cm ^-3, 晶胞密度为4.65 g/cm ³。本工作重点研究了Yb:YAG陶瓷的显微结构、光谱特性和激光性能参数。场发射扫描电镜(FESEM)结果表明, Yb:YAG陶瓷的结构均匀致密、晶界干净平直, 平均晶粒尺寸为(19±3) μm。该陶瓷样品(厚度为4.0 mm)在400 nm处的直线透过率为82.5%, 在1100 nm处的透过率为85.2%。泵浦波长940 nm处的泵浦饱和光强最小, 激光波长1030 nm处的泵浦阈值功率最低, 940 nm泵浦1030 nm激光的品质因子为1.02×10 ^-22 cm·s。通过计算增益截面表明Yb:YAG陶瓷宽带可调谐, 是理想的激光增益材料。     

High quality thin film phosphors of Y2O3:Eu3+ deposited via chemical bath deposition

High transparency in visible region was required for red-light-emitting Y2O3:Eu3+ thin film phosphors. Such films were obtained via chemical bath deposition on bare SiO2 glass substrates through heterogeneous nucleation with further heat treatment. Thin amorphous yttrium basic carbonate films could be completely transformed to crystalline Y2O3 at 650 °C. X-ray diffraction and field-emission scanning electron microscopy were used to characterize these products. The deposition temperature and the post-anneali...     

高功率激光照明用Al2O3-YAG:Ce复相陶瓷荧光体的组分设计与性能优化

结合蓝色激光二极管和黄色荧光转换器制备的固态激光照明引起了人们极大的关注, 但荧光转换材料的热猝灭效应显著影响了高功率激光照明的实现。通过组分设计和性能优化可以提高荧光转换器的热导率和发光均匀性。本工作采用固相反应烧结技术制备了一系列不同Al₂O₃含量的Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体, 研究了Al₂O₃含量对Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体微观结构、相组成、光学性能和热学性能的影响。Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体在800 nm处的总透过率随着Al₂O₃含量的增加(0→90%)而下降(82.6%→23.6%)。Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体的激发和发射强度随Al₂O₃含量的增加先增大后减小。当Al₂O₃/Al₂O₃-YAG:Ce的质量比为70%时, 陶瓷荧光体在室温下的热导率高达25.7 W·m^-1·K^-1, 且表现出最高的发射强度。当采用功率密度为20 W·mm^-2的蓝光二极管泵浦 70% Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体时, 可获得3724 lm的高光通量和239.4 lm·W^-1的高流明效率。此外, 当功率密度从1 W·mm^-2增大到20 W·mm^-2时, 流明效率仅下降10.5%, 光通量持续增加且未出现发光饱和。上述结果显示, Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体具有良好的发光效率和热稳定性, 将在高功率激光照明中具有广阔的应用前景。     

Syntheses and Crystal Structure Characterizations of New Rare Earth Copper Bismuth Compounds RE CuBi2 （RE = La, Gd and Dy）

The tide new compounds with chemical formula RE CuBi2 were synthesized by arc melting method followed by annealing. The crystal structures refined using Rietveld method and X-ray powder diffraction data show to be isotypic to CaMnBi2 structure type with space group P4/nmm (No. 129). The unit cell parameters are a=0.457946(4)nm,c =0. 98858(2) nm, V =0. 207319(8) nm^3 for LaCuBi2, a = 0.449279(9) nm, c = 0. 95958(4) nm, V = 0. 19369(2) nm^3 for GdCuBi2 and a =0. 447680(7) nm, c =0. 95124( 3 ) nm, V = 0. 190644(5 )nm^3 for DyCuBi2 respectively, showing lanthanide contraction. The structure is characterized by layers of edge-shearing CuBi4 tetrahedron and covalently bonded Bi square net separated by rare earth atoms.     

Li、Eu掺杂NaY（WO4）2荧光粉的合成与红色发光

利用固相法合成了Li+、Eu3+掺杂的NaY(WO4)2红色荧光粉,并且用X射线粉末衍射仪和紫外-可见光谱仪进行了表征。研究发现纯相产物可以在1100℃下制备,然而稳定存在的温度区间仅约100℃。和已报道的燃烧法产物不同,Eu3+掺杂产物的发光性质证实了浓度猝灭现象的存在,掺杂9mol%时发光最强,有效激发波长是393 nm,发射光谱体现为高选择性的Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁,因此适合于解决白光LED中缺乏红光成分的问题。Li+掺杂既没有改变Eu3+红光发射的择优性,又能够调节发光强度。研究发现合适的Li+浓度可以增强发光,但是浓度过大或过小对发光不利,掺杂30mol%时发光最强。这种变化规律可以归因于点阵缺陷增加和Y原子格位不对称性增强对发光强度的不同影响之间竞争的结果。     

双硫酯为链转移剂的活性自由基水相聚合

在通常的自由基乳液聚合体系中加入双硫酯链转移剂PhC(S)SCH(CH3)Ph，研究了3种酯类单体的活性自由基水相聚合。发现在引发剂与链转移剂的摩尔比为1：3．3－1：4时，可得到多分散性系数小（＜1．3），实测分子量与理论分子量相近的聚甲基丙烯酸丁酯（PBMA）、聚丙烯酸丁酯（PBA）等聚合物；聚合物的分子量随时间和转化率的增加而增加，具有活性聚合特征；醋酸乙烯酯的聚合未得到理想产物。以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂时，合适乳化剂为OP－8（占单体量10％）；以（NH4）2S2O8引发时，合适乳化剂是十二烷基磺酸钠（占单体量2．4％）与聚乙烯醇（PVA，占单体量1％）的混合乳化体系。油溶性引发剂AIBN具有较好的控制聚合效果。     

Fe2BP3O12的合成及晶体结构

采用固态反应方法合成了有序的铁基硼磷酸盐Fe2BP3O12,用X射线粉末衍射方法精修了其晶体结构,属三方晶系,空间群为P3,a=8.02703(6)A,c=7.40168(9)A,V=413.02(1)A3,Dx=3.2758(1)(g/cm3),Z=2,对于55个参数,用188条衍射线及18001个衍射强度全谱数据点精修到R(I)=6.35%,R(p)=15.36%,所对应的R(dbw)=10.12%.B原子具有三角形氧配位,P和Fe的氧配位分别是四面体和八面体.Fe的两配位八面体共面形成新结构单元,BO3三角形联接磷氧和铁氧多面体形成三维结构.对比同构的铬硼磷酸盐,此化合物期望具有类似的非线性光学及其它非线性物理性质.     

石榴石闪烁材料的研究进展EI北大核心CSCD

稀土离子掺杂的石榴石闪烁材料是20世纪90年代以后发展出的新型氧化物闪烁体。以Ce^3＋为发光中心的YAG与LuAG晶体是性能优良的闪烁体,具有纳秒级快衰减、高光产额等特性。而Pr^3＋为发光中心的LuAG单晶以其更快的衰减时间,被认为是下一代的TOF-PET探测器用的关键材料之一。在此基础之上,由于YAG与LuAG陶瓷制备温度较低,有利于减少基质中的反位缺陷,从而实现对闪烁性能优化。而近年来,＂缺陷工程＂与＂能带工程＂两种新思想的提出,对石榴石单晶与陶瓷的优化提出新的思路,从而石榴石闪烁材料性能得到进一步提升。本文综合评述了石榴石单晶与陶瓷闪烁体的研究进展,着重介绍＂缺陷工程＂和＂能带工程＂两种思想在石榴石体系闪烁材料优化中的应用,最后对其发展前景进行了展望。     

Ba3BPO7的合成及其水解、热稳定性和稀土掺杂发光性能的研究

采用多种高温固相反应途径合成了纯相Ba₃BPO₇并研究了Ba₃BPO₇的水解和热稳定性能.研究表明:Ba₃BPO₇遇水水解,生成Ba₃(PO₄)₂、Ba₅(PO₄)₃OH和Ba(OH)₂;TG-DTA表明它是一致熔化合物,熔点在1353℃左右;同时,初步研究了X射线激发Ba₃BPO₇:RE(RE=Eu³⁺、Sm³⁺)的发光性能,表明基质Ba₃BPO₇与稀土离子之间存在着能量传递.     

石榴石闪烁材料的研究进展

稀土离子掺杂的石榴石闪烁材料是20世纪90年代以后发展出的新型氧化物闪烁体。以Ce~(3+)为发光中心的YAG与LuAG晶体是性能优良的闪烁体,具有纳秒级快衰减、高光产额等特性。而Pr~(3+)为发光中心的LuAG单晶以其更快的衰减时间,被认为是下一代的TOF-PET探测器用的关键材料之一。在此基础之上,由于YAG与LuAG陶瓷制备温度较低,有利于减少基质中的反位缺陷,从而实现对闪烁性能优化。而近年来,"缺陷工程"与"能带工程"两种新思想的提出,对石榴石单晶与陶瓷的优化提出新的思路,从而石榴石闪烁材料性能得到进一步提升。本文综合评述了石榴石单晶与陶瓷闪烁体的研究进展,着重介绍"缺陷工程"和"能带工程"两种思想在石榴石体系闪烁材料优化中的应用,最后对其发展前景进行了展望。