Li+增强Ho3+/Yb3+:Y2O3纳米晶的上转化发光研究

采用凝胶溶胶法制备了不同浓度的Y2O3:Ho3+/Yb3+/Li+纳米晶,并且系统研究了不同掺杂浓度对上转化荧光现象的影响。首先,通过XRD图形判断了晶体结构的生成,再通过980 nm的激光器和荧光光谱仪测得的光谱图,发现了位于520~579 nm的绿光、635~674 nm的红光等两条很强的可见光,还有一条较弱的位于743~775 nm的近红外发光。最后,通过与能级图比较和分析可以得出:它们分别是5F4/5S2→5I8,5F5→5I8和5F4/5S2→5I7荧光跃迁。可以看出:在掺杂入Li+之后,上转化荧光得到了极大增强。     

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。     

Nd3+:Gd3Ga5O12单晶的能级和晶体场计算

测试了Nd3+:GGG单晶在可见和近红外波段的吸收光谱,并分析指认了它的实验能级,通过从头计算的DV-Xa方法计算得到了它的晶体场参数和旋轨耦合参数。用Nd3+:GGG在77K和300K的156个、88个实验能级,拟合了它的自由离子参数和晶体场参数,均方根误差（即拟合精度）σ分别为15.79和 11.48 cm-1。结果表明晶体场参数的拟合结果和从头计算值符合的很好。最后比较了拟合得到的Nd3+:GGG和已报道Nd3+:YAG 的自由离子参数和晶体场参数。     

Ho3+掺杂Al2O3粉体、薄膜的结构及其发光性能

采用高能球磨法及脉冲激光沉积法(PLD)分别制备了不同浓度的Ho3+∶Al2O3纳米粉体及薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、分光光度计、荧光光谱仪等分析手段研究了Ho3+离子掺杂对Al2O3结构及发光性能的影响。XRD图谱显示粉体样品为六方α-Al2O3结构,薄膜样品为体立方γ-Al2O3结构。1wt%Ho3+掺杂的Al2O3纳米粉体在454nm、540nm附近出现由Ho3+离子能级跃迁引起的吸收峰。采用579nm的激发光源对样品进行荧光光谱检测,发现两种样品在466～492nm波段均出现F+心所引起的缺陷发光峰,且发光峰的强度随Ho3+浓度的增加而增强。     

Er3+,Yb3+:glass/Co2+:MgAl2O4复合材料LD泵浦被动调Q微型激光器

报道了一种应用于激光测距的Er³⁺,Yb³⁺:glass/Co²⁺:MgAl₂O₄复合材料LD泵浦的被动调Q微型激光器。 采用玻璃与晶体复合技术,将增益介质Er3＋/Yb3＋共掺 磷酸盐玻璃和被动调Q可饱和 Co²⁺:MgAl₂O₄晶体进行了光学热复合,复合材料会降低增益介质内部的温度梯度 ,使热焦距变长,模体积 增加,激光光束质量提高;另外,复合材料使腔内损耗减小,腔内的粒子数密度提高,脉宽 变窄,输出能 量增加,从而激光器性能得到提高。在重复频率为10Hz情况下,采 用中心波长为940nm的单管LD作为泵 浦源,获得单脉冲能量为210μJ、脉冲宽度为2.8ns,峰值功率大于70kW的波长为1.5 μm的被动调Q激光输出,光束质量为1.2     

基于PLD法制备ZnO:Eu3+,Li+薄膜的发光性质研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(111)衬底上生长了Eu3+、Li+共掺杂的ZnO薄膜。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)谱测试和光致发光(PL)谱分析,重点研究了退火处理对样品结构和发射光谱的影响。XRD谱测试表明,样品具有很好的C轴择优取向。PL谱研究表明,当用325nm光激发样品时,样品的发射光谱仅由ZnO基质的紫外发射和蓝光发射组成,并没有发现稀土Eu3+的特征发光峰;样品的蓝光发射源于电子从Zn填隙形成的浅施主能级到Zn空位形成的浅受主能级跃迁;和真空中退火的样品相比,O2中制备的样品的蓝光发射减弱,紫外发光增强。用395nm的光激发时,退火前样品分别在594nm和613nm处存在两个明显的Eu3+特征发光峰,退火后的样品仅发现Eu3+位于594nm的特征发光峰,这表明,退火处理不利于稀土离子的特征发射,但O2中退火的样品ZnO基质红绿波段发射光谱明显增强。     

激光合成Al2O3-WO3系陶瓷中钨掺杂α-Al2O3相的研究——I. 钨对α-Al2O3晶格的掺杂方式

通过X射线衍射及激光拉曼光谱分析,对激光合成Al2O3-WO3系陶瓷中钨掺杂α-Al2O3相进行了深入研究,得出钨对α-Al2O3的掺杂是以替位铝形式进行的结论。     

红色荧光粉YF3:Eu3+,Gd3+的制备及发光性能

采用水热法合成了YF₃:xEu³⁺和YF₃:0.14Eu³⁺,0.08Gd³⁺系列荧光粉。通过X射线衍 射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、光致发光(PL)和长余辉光谱分别对样品的物相、 结构、形貌、 表面元素、PL和荧光寿命进行了表征。XRD检测表明,合成的样品属正交晶系。ED数据验 证了合成样品的表面元素组分。PL光谱测试表明,YF₃:xE u³⁺的激发光谱由200～300nm的宽带和Eu³⁺ 的系列窄带激发峰组成,YF₃:0.14Eu³⁺,0.08Gd³⁺的 激发光谱由200～300n m的宽带和Eu³⁺,Gd³⁺的系列窄带 激发峰组成。在319nm紫外光激发下,测得YF₃:xEu³⁺ 材料的发射光谱为一个多峰谱,主峰位于593,3nm。 当Eu³⁺掺杂物质的量的浓度大于14%时,出现了浓度猝灭现象。在319nm紫外光激发下,YF₃:0.14Eu³⁺, 0.08Gd³⁺的发射光谱出现Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁ (593nm,橙光)、⁵D₀→⁷F₂(613nm,红光)跃迁发光峰,此时,Gd³⁺ 的掺杂能增强Eu³⁺的发光。通过色坐标分析可知,当激发波长为374nm时,YF₃: 0.14Eu³⁺的色坐标为 (0.337,0.239),是很好的红色发光粉。对YF ₃:xEu³⁺和YF₃:0.14Eu3+ ,0.08G d³⁺的荧光衰减曲线的拟合证实,存在Gd³⁺→Eu³⁺的能量传递。     

Lu2O3为助剂的β-Si3N4晶种的制备与表征

在自增韧陶瓷的烧结过程中,添加β-Si3N4晶种有利于高温下长柱状晶的形成与生长,可以改善陶瓷的强度和韧性;本文以Lu2O3为添加剂,通过对原始Si3N4粉进行热处理,制备出转相充分、具有柱状形貌β-Si3N4晶种,重点研究了Lu2O3对氮化硅相变和晶种形貌的影响.实验结果表明,以Lu2O3为添加剂,在1750 ℃下热处理2 h能得到具有较纯β相含量和大长径比的β-Si3N4晶种.     

Bi2O3对Al2O3-ZnO-Bi2O3-B2O3低熔玻璃结构和性能的影响

采用传统的熔淬技术制得了低熔Al2O3-ZnO-Bi2O3-B2O3玻璃,研究了玻璃结构、玻璃特征温度、线膨胀系数(αl)以及密度随Bi2O3含量的变化关系。结果表明:随着Bi2O3含量的增加,玻璃网络中[BO4]取代了部分[BO3],玻璃网络中出现Bi—O结构,玻璃中非桥氧的数量也逐渐增多;软化温度(ts)、玻璃化温度(tg)都是先上升后下降,而线膨胀系数先减小后逐渐增大,玻璃密度先是线性增加,然后增加趋势变大。     

Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维的制备与表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维,将其进行热处理,得到Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.采用XRD、SEM、TG-DTA、FTIR和荧光光谱对样品进行了表征.结果表明:复合纳米纤维为无定型,Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维属于体心立方晶系,空间群为Ia3.复合纳米纤维的平均直径约为140nm,经过600℃焙烧后,获得了直径约60nm的Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.当焙烧温度高于600℃时,复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为81%.复合纳米纤维的红外光谱与纯PVA的红外光谱一致,600℃以上时,生成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.该纤维在980nm激光激发下发射出中心波长为522nm、560nm的绿色和659nm的红色上转换荧光,对应于Er3+离子的2H11/2/4S3/2→4Il5/2跃迁和4F9/2→4Il5/2跃迁.在Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维形成过程中,PVA分子起到了导向模板作用.PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维在热处理过程中,PVA分解挥发,稀土硝酸盐分解并氧化生成Gd2O3:Yb3+,Er3+纳米颗粒,这些纳米颗粒相互联结起来形成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.     

纳米粉体Y2O3:Ti 3+ , Eu3+的光谱性能

采用共沉淀法在氮氢气氛中制备出Y₂O ₃:Ti ³⁺, Eu ³⁺纳米粉体,测量了它的XRD、激发与发射光谱,观测了形貌。通过与Y₂O ₃:Ti ³⁺纳米粉体的光谱比较分析,发现Y₂O ₃中的Ti ³⁺至Eu³⁺存在能量传递,以致紫外至蓝光区域的光,均能使Eu³⁺经5D0→7F2等跃迁通道发射出610nm左右的荧光,于是增强了粉体在红橙光区发光的比重,因此可以调节粉体的发光性能。Y₂O ₃:Ti ³⁺纳米粉体的吸收带从紫外延伸到蓝光区,强荧光带覆盖了整个可见光区,这预示它有望成为新一代白光LED或汞灯的光转换荧光粉。     

共掺Er3+:Yb3+的磷酸盐激光玻璃及其应用

介绍了共掺Er^3 ：Yb^3 的磷酸盐激光玻璃的特点、光谱性质、能级结构、速率方程及其制作过程中各种因素对磷酸盐玻璃的激光性能带来的影响以及这种激光玻璃在各方面的应用。列举了共掺Er^3 ：Yb^3 的磷酸盐玻璃的一些参数,并将其与其他基质的掺Er^3 激光玻璃进行了比较,同时还介绍了其在国内外的进展状况。     

共掺Er3+:Yb3+磷酸盐玻璃光波导激光器的模拟

在速率方程和传输方程理论模型的基础上用有限元法和龙格一库塔(RK)算法模拟了共掺Er^2 ：Yb^3 的磷酸盐玻璃光波导激光器功率输出特性。理论分析的结果表明用长度较短的重掺杂波导并优化激光器的输出反射镜的反射率时,可以获得较高的功率输出和斜率效率,其抽运阈值也较低。     

重叠因子对共掺Er3+:Yb3+光波导激光器输出特性的影响

在速率方程和传输方程理论模型的基础上,用重叠积分法和龙格-库塔算法（RK）模拟了重叠因子对共掺Er^3＋：Yb^3＋的磷酸盐玻璃光波导激光器的功率输出特性影响.     

准连续Ti~(3+):Al_2O_3可调谐激光的研究

本文给出了Ti~(3+):Al_2O_3的准连续可调谐激光的实验结果。采用Nd:YAG内腔倍频532nm的准连续输出作为泵浦源,得到Ti~(3+):Al_2O_3的连续可调谐输出。波长覆盖范围为685nm到821nm。最大输出功率为293mW,斜率效率为20％,在805nm处的窄谱输出功率达240mW,总体转换效举为26％。     

980nm半导体激光器激发下Er3+,Yb3+共掺杂氟氧化物微晶玻璃的上转换发光

测量了Er^3 ,Yb^3 掺杂氟氧化物微晶玻璃的吸收光谱、激发光谱、上转换发光、光谱及其强度随泵浦光强的变化,讨论了其上转换发光特性。     

掺Yb3+锂硅酸盐玻璃组分与光谱性质的研究

采用高温熔融工艺制备了Yb3+掺杂锂硅酸盐玻璃,玻璃的组分为SiO2-Li2O-Na2O-MgO-CaO-BaO-Al2O3-Yb2O3。经过理论和实验分析,我们得出该组分的最佳比例为70SiO2-18Li2O-8MgO-2Al2O3-2Yb2O3mol%,它具有较高的发射截面和较长的荧光寿命,并随着修饰体阳离子场强增大,配位体之间位置的有序化降低,即格位的对称性下降,因此吸收截面和发射截面逐渐增大,荧光寿命降低。     

蓝色长余辉材料SrAl4O7:Eu2 ,Dy3 的合成及其发光特性

为了进一步探索铝酸盐系列长余辉材料的显色范围,改善其粉体特性,采用铝酸盐阳离子草酸盐共沉淀及湿法混合原材料方法,在传统绿色长余辉荧光粉SrAl2O4Eu2+,Dy3+合成的基础上,增加基质Al的比例,并由通常α-Al2O3改成AlCl3·6H2O,选用硼酸氨与氟化铝为助溶剂,成功合成了高效、低硬度和细粒径良好粉体特性的浅蓝色长余辉发光材料SrAl4O7Eu2+,Dy3+.测量了样品的X射线衍射(XRD)图谱、激发与发射光谱、余辉衰减曲线及热释光谱图等,并对其进行了分析.结果表明,Eu2+在这两种基质中均存在2个发光中心,其衰减速度不一样,蓝发光中心寿命要远大于绿发光中心寿命.相对SrAl2O4Eu2+,Dy3+而言,SrAl4O7Eu2+,Dy3+发射光谱峰值从520 nm蓝移至480 nm,衰减到可辨认发光强度0.32 mcd/m2的余辉时间从30 h延长到60 h以上,且合成样品表现出更好的结晶状态、分散性及较小的中心粒径.