Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的成分优化

利用980nm泵浦光激发下Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的粒子数速率方程,研究了稀土离子掺杂浓度对Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器光学增益的影响。在此模型中,充分考虑到受激吸收、受激发射、自发辐射、能量转移等过程,揭示了稀土离子掺杂浓度和光学增益之间的紧密关系。结果表明,适量Yb3+的共掺杂能够显著提高Al2O3光波导放大器的光学增益。光波导放大器中Er3+/Yb3+的最佳共掺杂浓度不是固定值,受到泵浦功率、光波导放大器长度等因素影响,揭示了各有关报道中最佳掺杂浓度结果不一致的原因。     

P2O3-B2O3-Al2O3-SrO-BaO玻璃中Yb3+非辐射能量转移下Er3+离子的增强发射

本文研究了共掺Er3 +/Yb3 +P2 O3 -B2 O3 -Al2 O3 -SrO -BaO玻璃的能量转移过程。实验中制备了高掺杂Yb3 +离子的双掺Er3 +/Yb3 +的磷酸盐玻璃样品。在Er3 +/Yb3 +掺杂比率 >1 :1 8(mol% )时 ,观测到了基于Yb3 +离子至Er3 +离子能量转移下Er3 +( 4 I13 / 2 →4I15 / 2 )的增强发射和Yb3 +( 2 F7/ 2 →2 F5 / 2 )发射的减弱 ,当Yb3 +离子掺杂浓度超过 2 .1× 1 0 2 1ions/cm3 时 (Er3 +/Yb3 +≤ 1 :1 8,mol% ) ,由于Yb3 +离子的自淬灭效应 ,Er3 +离子的发射强度降低。实验中得到了Yb3 +离子的最佳掺杂浓度为1 .74× 1 0 2 1ions/cm3     

Er3+/Tm3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃的上转换白光性质

采用高温固相法制备了Er3+/Yb3+、Tm3+/Yb3+和Er3+/Tm3+/Yb3+共掺杂的氟氧化物玻璃SiO2-Al2O3-Na2O-ZnF2,研究了980nm近红外激光激发下的上转换发光性质。研究表明,Er3+/Yb3+共掺样品呈现了上转换绿光和红光发射,Tm3+/Yb3+共掺样品呈现了强的上转换蓝光发射和弱的红光发射,Er3+/Tm3+/Yb3+三掺样品呈现了上转换白光发射。对上转换发光强度和激光功率的研究表明上转换绿光和红光发射是两光子吸收过程,上转换蓝光发射是三光子吸收过程。     

Yb3+、Er3+和Eu3+共掺杂TiO2纳米带的制备与表征

通过离子交换和水热两步合成过程简单制备了Yb3+、Er3+和Eu3+共掺杂锐钛矿型TiO2纳米带。该3种离子共掺杂未导致TiO2结构和形貌发生变化。光学特性测试结果表明,由于稀土离子掺杂浓度低,Eu3+掺杂未改变由Yb3+和Er3+产生的上转换发射峰位,但可观察到因上转换发光激发的Eu3+荧光发射峰;Eu3+荧光光谱也未受到Yb3+和Er3+掺杂的影响。通过对掺杂样品上转换发光机理的考察证实,上转换发光过程是双光子过程,但TiO2和Eu3+掺杂对此发光过程有明显影响。     

980nm LD激发下Tm3+和Yb3+共掺杂的PGETYA玻璃上转换发光的研究

制备了一种Tm3+和Yb3+共掺杂的PGETYA氟氧玻璃材料,其组分为61.97PbF2-30.98GeO2-3Al2O3-0.05Tm2O3-4Yb2O3.测量了该玻璃系统在980nmLD激发下的上转换发光光谱,观察到很强的476nm的蓝色荧光,它来源于1G4→3H6的跃迁.同时,还有两个较弱的红色荧光来源于1G4→3H4和3F3→3H6的跃迁.测量并讨论了蓝色和红色上转换荧光强度与LD工作电流的关系.     

银纳米晶掺杂玻璃基片对Er3+/Yb3+共掺碲酸盐薄膜的荧光增强及其数值模拟

采用电场辅助热扩散工艺制备了银纳米晶掺杂玻璃基片,用非水解溶胶—凝胶法在基片上制备了Er3+/Yb3+共掺碲酸盐薄膜,研究结果表明,玻璃基片中的银纳米颗粒对Er3+/Yb3+共掺碲酸盐薄膜具有明显的荧光增强效果.利用菲克第一、第二定律、欧姆定律、泊松方程对电场辅助热扩散过程进行了数值模拟,计算了玻璃内银的浓度分布.结果表明:玻璃内银纳米颗粒的总量越大、近玻璃表面银纳米颗粒的浓度和粒度越大、银耗尽层的厚度越小,荧光增强效果越好.此外,不仅近玻璃表面的银纳米颗粒可以产生荧光增强效应,而且远离表面的银纳米颗粒也有荧光增强效应.     

OH-对Er3+掺杂Ge-Ga-S-CsI玻璃中红外荧光特性的影响

采用蒸馏提纯工艺制备了五组不同Er3+离子掺杂浓度的Ge-Ga-S-CsI玻璃样品,测试了样品的折射率、红外透过光谱,以及800nm激光泵浦下样品在2.85μm处的中红外荧光光谱和荧光寿命,计算了样品中OH?在3μm处的红外吸收系数以及Er3+离子与OH?基团相互作用的强度参量KOH-Er,讨论了OH?根杂质对样品中红外荧光特性的影响.结果表明:蒸馏提纯工艺能有效降低玻璃样品中的OH?残留量,增强Er3+离子2.85μm中红外荧光强度和荧光寿命.计算得到KOH-Er值为1.08×10?16cm4/s,由于Er3+离子与OH?之间单声子能量转移的高效性,残存的少量OH?基团仍会影响2.85μm荧光的强度.     

Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的成分优化

利用980 nm泵浦光激发下Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的粒子数速率方程,研究了稀土离子掺杂浓度对Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器光学增益的影响.在此模型中,充分考虑到受激吸收、受激发射、自发辐射、能量转移等过程,揭示了稀土离子掺杂浓度和光学增益之间的紧密关系.结果表明,适量Yb3+的共掺杂能够显著提高Al2O3光波导放大器的光学增益.光波导放大器中Er3+/Yb3+的最佳共掺杂浓度不是固定值,受到泵浦功率、光波导放大器长度等因素影响,揭示了各有关报道中最佳掺杂浓度结果不一致的原因.     

Fe2+、Fe3+对CaO-Al2O3-SiO2-MgO系微晶玻璃析晶性能的影响规律

为了利用大量的含铁铝硅酸盐固体废弃物制备具有高附加值的微晶玻璃,采用DTA、XRD、SEM、EDS等手段研究了Fe2+、Fe3+对CASM系微晶玻璃析晶性能的影响.结果表明,Fe2+在微晶玻璃中与Mg2+的作用相同,取代以网络外体形式存在的Al3+,使得微晶玻璃的析晶温度逐渐下降,而对析晶能力几乎没有影响,并当Fe2+掺入量为2%时,主晶相由铝黄长石转变为镁黄长石,在7.5%时,进一步转变为透辉石.Fe3+掺量小于7.5%时,起到补充Si4+不足的作用,当大于7.5%时,部分Fe3+起到与Fe2+、Mg2+相同的作用,使得析晶温度呈先升后降的变化,在掺量为7.5%时,铝黄长石主晶相才开始转变为镁黄长石,在10%时,转变为透辉石,且析晶能力得到大幅提升.随着Fe2+和Fe3+含量增加,虽然微晶玻璃中主晶相的变化顺序相同,但Fe2+具有降低微晶玻璃析晶温度的作用,而一定量的Fe3+可作为晶核剂提高微晶玻璃的析晶能力.     

Ce3+对磷酸盐闪烁玻璃耐辐射性能的影响

研究了空气气氛下制备的掺Ce3+磷酸盐闪烁玻璃.XPS分析结果显示,玻璃网络结构中的铈离子以低化合价(三价)形式存在.分别测试了含Ce3+及不含Ce3+玻璃样品在辐射前及经特定剂量辐射后的紫外可见透过光谱.实验结果表明,含Ce3+玻璃在大于390nm波长处的辐射诱导吸收带消失或明显减弱.通过计算样品的辐射诱导吸收系数μ发现Ce3+离子的引入有效提高了磷酸盐闪烁玻璃的抗辐射能力.     

Luminescent properties of GdAl3(BO3)4:Ln3+ (Ln3+:Eu3+, Tb3+, Dy3+) nano-phosphors

GdAl₃(BO₃)₄:Ln³⁺ (Ln³⁺:Eu³⁺, Tb³⁺, Dy³⁺) nano-phosphors were prepared by sol–gel method. The structure properties of the phosphors are characterized by XRD, and GdAl₃(BO₃)₄:Ln³⁺ nano-phosphors have average sizes around 40 nm. The doping concentrations of Eu³⁺, Tb³⁺ and Dy³⁺ ions in GdAl₃(BO₃)₄ nano-phosphors are from 1 to 9 mol% for Eu³⁺ ions, from 2 to 12 mol% for Tb³⁺ ions and from 1 to 5 mol% for Dy³⁺ ions, respectively. The luminescent properties of rare-earth ions doped GdAl₃(BO₃)₄ nano-phosphors are analyzed by the photoluminescence spectra, which prime doping concentration of Eu³⁺, Tb³⁺, and Dy³⁺ ions are at 5, 12 and 3 mol%, respectively. The energy transfers in the luminescent processes of rare-earth ions doped GdAl₃(BO₃)₄ nano-phosphors are discussed.     

Eu3+、Dy3+和Er3+对制备堇青石晶相转变的对比表征

以菱镁矿风化石、工业Al₂O₃和SiO₂微粉为原料, 固相反应烧结合成制备堇青石。通过在反应物中分别加入不同含量的Eu₂O₃、Dy₂O₃和Er₂O₃, 研究分析和对比了Eu³⁺、Dy³⁺和Er³⁺对堇青石晶相组成、晶粒大小、晶胞常数、结晶度及显微结构的影响。采用XRD和SEM表征试样中的晶相和显微结构, 利用X'Pert Plus软件对结晶相的晶胞参数和结晶度进行分析, 采用半定量法对试样晶相组成进行计算, 利用Scherrer公式计算堇青石的晶粒大小。结果表明: 由于Eu₂O₃、Dy₂O₃和Er₂O₃的加入, 通过固相反应烧结所得堇青石试样中出现了莫来石相, Eu³⁺、Dy³⁺和Er³⁺对Mg²⁺的置换作用改变了堇青石相晶格常数和晶胞体积。随着添加剂含量的增加, 堇青石结构中液相量增加, 相对结晶度降低, 常温致密度提高, 堇青石晶粒粒径减小。综合对比分析, Eu₂O₃对堇青石晶相转变的影响程度最弱, Er₂O₃对堇青石晶相转变的影响程度最强, 对提高合成堇青石的烧结性和热震稳定性效果最好。     

Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的制备及发光性能研究

采用高温熔融法制备了Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂的CaO-B2O3-SiO2发光玻璃材料,并用荧光分光光度计和CIE色度坐标对其发光性能进行了研究。发射光谱表明,在374nm激发下,Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的发射光谱中同时观测到了红橙光、蓝光和绿光的发射带,这些发射带的混合实现了白光发射。此外,在Sm2O3和Tb4O7含量不变的情况下,随着CeO2含量的减小,Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂发光玻璃的发光颜色在白光区逐渐由蓝光区附近过渡到黄光区附近。     

稀土掺杂TiO2在1064nm激光激发下的上转换发光

为研究TiO2材料的上转换发光特性,采用溶胶-凝胶与共沉淀法制备了La3+、Yb3+和Er3+稀土离子掺杂的TiO2粉末.利用SEM和XRD表征发光材料的结构,探讨了试样在1064nm激发光源常温激发作用下,稀土氧化物的掺杂比例、煅烧温度对上转换发光特性的影响.实验表明,1064nm激光常温激发TiO2基掺杂稀土La2O3、Yb2O3、Er2O3的最佳比例为39∶ 10∶1,经1300℃煅烧可制备出明亮绿色发光的上转换材料.     

Na+,Ca2+和Al3+对聚丙烯酸钠的自组装行为的影响

采用荧光探针、动态光散射和透射电子显微镜研究了NaCl、CaCl<'2>和AlCl<.3>对水溶液中的聚丙烯酸钠(PAANa)自组装行为的影响.实验结果表明,在含有NaCl的聚丙烯酸钠水溶液中,分子链以线团形式存在;而Ca<'2+>或Al<'3+>与聚丙烯酸钠主链间通过静电相互作用自组装形成疏水胶束.当Ca<'2+>/...     

The Ce3+ → Tb3+ transfer in phosphate host lattices

A Ce³⁺ → Tb³⁺ transfer has been shown to appear in various phosphates belonging to different structural types and particularly in some new compounds: Na₃Ln(PO₄)₂:Ce, Tb; Na_xSr_3?2xLn_x(PO₄)₂:Ce, Tb and KCaLn(PO₄)₂:Ce, Tb.The presence of [PO₄ groups, in which the P-O bonds are strongly covalent, leads to a relatively weak crystal field at the rare-earth sites. The best overlapping between cerium emission and terbium excitation spectra is obtained for phosphates containing alkali ions. This result can be explained by a lowering of the emitting level of the cerium 5d configuration due to stronger covalency of the CeO bond and to an increasing crystal field at the rare-earth sites.     

The luminescence of Eu3+, Tb3+ and Tm3+ activated Gd2BaZnO5 and La2BaZnO5

The luminescence of several rare-earth activators in the new compounds Gd₂BaZnO₅ and La₂BaZnO₅ is reported and discussed. Activation with the Eu³⁺ ion yields highly efficient red-emitting phosphors. Some unknown structural details can be derived from the luminescence spectra.     

铒镱共掺磷硅酸盐光纤的制备及其激光性能研究

利用改进化学气相沉积法(MCVD)的反向沉积工艺,结合无铝的溶液掺杂技术,制备了高性能掺磷石英基的铒镱共掺光纤.反向沉积技术表现出了在纤芯中大量沉积磷这类高温下极易蒸发成分上的优势.研究表明,这种光纤中,铒镱离子能量传递效率极高,掺磷的石英基质对于促进镱离子对铒离子的能量传递,抑制镱离子寄生荧光作用明显.最后,搭建了双包层铒镱共掺光纤激光器系统,在光纤长度为4 m时,获得了3.2 W的最大功率输出,斜率效率达30%.     

Luminescence and Optical-Memory model of SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ and Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+

The photoluminescence, luminescence excitation, and phosphorescence spectra of SrAl²O⁴:Eu²⁺,Dy³⁺ and Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺ powder phosphors have been studied in detail at 80 and 300 K. A conceptual model is proposed for strontium-aluminate-based optical memory.