三价铈离子掺杂锗酸盐玻璃的发光性能

实验制备了Ce3 掺杂重金属锗酸盐玻璃样品,测试了透射、发射、激发光谱.结果表明:由于锗酸盐玻璃的光碱度较大,Ce3 的发射波长发生了明显红移.La3 的加入对Ce3 具有分散作用,有助于提高Ce3 的掺入量且降低了浓度淬灭效应.对于Ce3 和Tb3 共掺杂玻璃,Ce3 和Tb3 的发光均有所减弱,这可能是由于Ce3 ,Tb3 二者在351～381 nm波长处有激发峰的重叠,而存在竞争吸收所致.     

重金属氧化物对Er3+掺杂锗碲酸盐玻璃荧光性能的影响

在980nm激光二极管的抽运下,对稀土Er^3 掺杂锗碲玻璃的荧光性能进行了研究。结果表明：当Bi2O3取代PbO后,玻璃的最大吸收截面和最大发射截面保持不变,而1．53μm荧光带宽略微增大。玻璃的Raman散射光谱显示：这种玻璃的网络局域结构发生了变化。Er^3 周围局域晶体场的不均匀分布引起了荧光带宽和发射截面带宽的略微增大。     

光学碱度与铋离子掺杂锗酸盐玻璃近红外发光性质之间的关系

制备了铋离子掺杂的碱金属和碱土金属锗酸盐玻璃,并研究了玻璃光学碱度与铋离子近红外发光性质之间的关系。结果表明:铋离子的宽带近红外发光的强度、峰位以及荧光半高宽可以通过锗酸盐玻璃的光学碱度进行调控:随着玻璃光学碱度的增加,红外发光强度下降,半高宽增大,同时发光峰红移;玻璃中Bi~(3+)/Bi~(2+)的摩尔比变化趋势与Duffy光学碱度理论相符。而铋离子近红外发光强度与光学碱度的依存关系表明,近红外宽带发光可能源于低价态铋离子。     

铋掺杂锗酸盐玻璃超宽带近红外发光性质及机理

采用传统的高温熔融法制备了80GeO2–20RO (R=Ca, Sr, Ba)掺铋锗酸盐玻璃。研究了铋掺杂锗酸盐玻璃超宽带近红外发光性质,探讨了铋离子掺杂玻璃超宽带发光机理。结果表明：在808 nm激光激发下,铋掺杂锗酸盐玻璃随着碱土金属离子半径增加,中心波长为1300 nm的发射强度逐渐降低;在690 nm激光激发下,铋掺杂锗酸盐玻璃的近红外发射覆盖从900 nm到2000 nm波段但不呈现正态分布,荧光半高宽达428 nm。随着碱土金属离子半径的增加,其近红外发射中心位置逐渐向长波方向移动,推测近红外发光可能源于两种不同形式铋的发光中心。铋掺杂的锗酸盐玻璃具有良好的光学性能,较宽的荧光半高宽,将成为未来超宽带光纤放大器的增益介质。     

铋碲酸盐玻璃中三价铕离子多通道跃迁发射的三维荧光光谱分析

在初步观察到三价铕离子多通道跃迁发射的基础上,测定了Eu3 掺杂铋碲酸盐玻璃的三维荧光光谱。三维光谱显示,罕见的铕离子5D3、5D2、5D1向下能级跃迁的蓝光和绿光多通道发射在较宽的激发范围内均可被有效地观察和记录到。通过对铕离子能级结构和玻璃基质声子能量的综合分析,认定最大声子能量较低是铋碲酸盐玻璃中获得铕离子多通道跃迁发射主要原因。激发光谱表明,紫色光源可有效激发样品,获得由蓝到红的多峰发射;对于始于5D0态的Eu3 常规发射,氩离子激光器,紫色、蓝色和绿色激光二极管及发光二极管均为有效泵浦光源。     

铕离子掺杂碱土金属铝硼硅荧光玻璃的制备与发光性能

采用熔融冷却法在空气条件下制备了含不同碱土金属氧化物的铕离子掺杂铝硼硅酸盐玻璃Al_2O_3–B_2O_3–Si O_2–Eu_2O_3–MO(M=Mg,Ca,Sr,Ba),考察了玻璃的密度、摩尔体积、光学碱度等物理性质,分析了玻璃的结构和发光性能。结果表明:从含Mg到含Ba玻璃,摩尔体积逐渐上升,玻璃化转变温度(T_g)依次下降。在381 nm波长激发下,所有玻璃在469 nm处均存在Eu~(2+)的5d→4f跃迁发射,在615 nm处存在Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁发射,表明玻璃在空气中实现了Eu~(3+)→Eu~(2+)的部分还原,其中在含Sr玻璃中,Eu~(3+)还原程度相对最大,Eu~(2+)发光最强。所有玻璃均为非晶态,结构中存在的[BO_4]、[Al O_4]、[Si O_4]四面体网络结构,有利于屏蔽Eu~(2+)不被氧化。从含Mg到含Ba玻璃,四面体网络Q~4结构单元中桥氧键断裂程度上升,形成更多的Q~3、Q~2结构单元,使玻璃结构对称性、致密性下降。在近紫外光激发下,玻璃发光色坐标均位于白光区域内,表明该系列铕离子掺杂铝硼硅玻璃在白光LED上存在潜在应用。     

铒掺杂锗酸盐玻璃的颜色可调上转换发光性质研究

研究了铒掺杂80GeO2-20R2O(R=Li,Na,K)玻璃在980nm激光器激发下的上转换发光性质.结果表明:玻璃发射出中心波长为525,546nm绿光和657 nm红光,分别对应Er3+的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁;红光和绿光的强度比例随着碱金属离子半径的...     

稀土离子掺杂碲酸盐发光薄膜的制备及其荧光增强

利用直流电场辅助固态膜离子交换技术,将金属银引入硅酸盐玻璃基片中,制备了表层含银纳米颗粒的改性硅酸盐玻璃基片。以1,2-丙二醇碲和硝酸锌、硝酸铒、硝酸镱为原料,通过非水解溶胶-凝胶法制备稀土离子掺杂的碲酸盐发光薄膜材料。利用X射线衍射、透射电镜、差热分析、场发射扫描电镜、原子力显微镜、荧光光谱仪、立体显微镜等测试手段,研究了玻璃基片中的银纳米颗粒及其形貌、薄膜的物相、形貌、发光性能及改性基片的荧光增强效应。结果表明:改性硅酸盐玻璃基片表层含有粒径为10～20nm的银纳米颗粒;制备的Er~(3+)-Yb~(3+)掺杂的碲酸盐发光薄膜为无定形态,薄膜的微观形貌良好,厚度约200nm;在改性玻璃基片上制备的薄膜在980nm激光泵浦下,可在410,527,547,660nm和1540nm附近发射荧光,其发光强度显著提高,最大可提高180倍。     

铋锗酸盐玻璃中锗原子近邻结构的EXAFS研究

测量了GeO_2-Bi_2O_3元系玻璃的EXAFS~(***)谱,以晶态α石英型GeO_2作为标准样品,求得了玻璃中Ge—O、Ge—Ge键长及相应的配位数。所得结果表明,铋锗酸盐玻璃中锗原子以[GeO_4]四面体的形式存在,Bi_2O_3对[GeO_4]构成的三维网络有解聚作用。     

基于锑磷酸盐玻璃宽带发射的钐离子荧光色彩调谐

利用高温熔融法制备不同Sm~(~(3+))掺杂量的锑磷酸盐发光玻璃(SP玻璃)。结果表明:玻璃中未析出晶态物质,玻璃转变温度为430℃。在254 nm紫外光激发下,SP玻璃发出覆盖近紫外/蓝/绿/黄光谱区域Sb~(3+)宽带发射,最大半高宽达150 nm。当Sm_2O_3含量从0增加到2.0%(质量分数)时,Sb~(3+)宽发射带强度依次减弱,同时归属Sm~(3+)的稀土特征荧光发射强度依次增强,发光色彩从蓝白色变为暖白色。在不同的激发条件下,Sm~(3+)掺杂的SP玻璃展现出不同的发射行为,其中在240和315 nm波长激发下,玻璃的荧光色坐标接近标准白光点。200~320 nm紫外光可有效激发Sm~(3+)掺杂的SP玻璃,获得高强度可见荧光。通过选择合适激发波长光源和优选Sm~(3+)掺杂量,有望在Sm~(3+)掺杂SP玻璃中获得强的多色荧光发射,实现理想白光荧光。     

Nb2O5对Nd3+掺杂锗酸盐玻璃光谱性能的影响

蓝光激光器在彩色激光显示、高密度光储存、海洋资源探测、水下通信以及生物科技等领域具有广泛的应用前景。目前较为成熟的Yb³⁺掺杂光纤激光器倍频后仅能获得~490 nm蓝绿光,因此如何得到接近450 nm的纯蓝光激光器是目前急需解决的问题。Nd³⁺:⁴F_3/2→⁴I_9/2能级跃迁产生的0.9 μm光经倍频后可获得~450 nm光,并可应用于蓝光激光器,但该跃迁产生的光所占荧光分支比较低。本文系统研究了1%(质量分数)Nd₂O₃掺杂50GeO₂-(20-x)PbO-15BaO-15ZnO-xNb₂O₅(x%=0%,2.5%,5%,10%,15%,摩尔分数)玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,计算了相应的Judd-Ofelt强度参数以及增益带宽。研究发现,Nb₂O₅的加入会使Nd³⁺在900 nm荧光峰的吸收截面、发射截面、有效线宽和荧光分支比增加。当Nb₂O₅浓度为10%(摩尔分数)时,Judd-Ofelt强度参数Ω₂=5.91×10^-20 cm²,光谱质量参数χ=1.01,荧光分支比为42.9%。综上所述,Nb₂O₅能提高Nd³⁺ 0.9 μm的荧光分支比,从而倍频获得纯蓝光(450 nm),有利于蓝光激光器的发展及应用。     

铝、钙、锗酸盐红外光学玻璃的研究

一、前言国外对锗酸盐玻璃的研究工作,过去报导的内容较多。例如,氧化锗在玻璃结构中各种变体的研究,PbO-GeO_2系统玻璃结构的探讨,以及碱锗酸盐玻璃生成范围的研究等等,都引起了玻璃科研工作者的广泛兴趣。在国内,长春光机所及大邑光电所也     

稀土离子(Ce3+,Tb3+, Pr3+)掺杂重金属锗酸盐玻璃的光谱透过及抗辐射性能

从新型抗辐射闪烁体材料的应用背景出发,对某些稀土离子掺杂重金属锗酸盐玻璃进行了紫外与可见光谱区的透过性能及抗辐射性能的表征,重点讨论玻璃基质组成与短波截止波长之间的关系以及一些元素对玻璃抗辐射性能的影响。玻璃基质组成涉及GeO2,Gd2O3,BaO,SnO,La2O3,掺杂的稀土元素包括Ce^3 ,Tb^3 ,Pr^3 。实验结果表明：这些重金属锗酸盐玻璃的紫外截止波长适中(350min),适于用作掺杂稀土离子的基质材料。Sn^2 和Ce^3 使玻璃的紫外截止波长明显红移,其原因与特殊的紫外吸收机理有关。在所加入的元素中,Sn^2 和稀土离子Ce^3 ,Tb^3 ,Pr^3 均对玻璃的抗辐射性能有增强作用,其中以Ce^3 抗辐射效应最为明显,这主要归因于这些离子的变价特性。     

铝铋离子掺杂对ZnO量子点荧光性能的影响研究

以二水合醋酸锌作为前驱体,无水乙醇作为溶剂,聚乙二醇(PEG-400)作为分散稳定剂,利用一种简单温和的方法制备Al~(3+)、Bi~(3+)掺杂氧化锌量子点,分别研究Al~(3+)、Bi~(3+)单掺,共掺对量子点荧光光谱性能的影响。结果表明:在紫外灯照射下,量子点颜色为绿色。在360 nm的激发下,ZnO量子点在524 nm附近有较的发射峰。随着掺杂离子用量的增加,ZnO量子点可见光区发射峰形状不变,单掺和共掺Al~(3+)、Bi~(3+)都使ZnO量子的荧光峰值减弱,但单掺Al~(3+)使荧光峰发生了红移。     

Er~(3+)掺杂碲酸盐微晶玻璃光纤的中红外荧光特性

利用管内熔体直拉法制备了Er~(3+)掺杂的碲酸盐微晶玻璃光纤,其中碲酸盐玻璃的组成为72TeO_2-25PbO-3Er_2O_3 (mol%)。并研究了其微观结构和光学性能。结果表明:通过这种方法制备的光纤具有良好的芯包结构,没有明显的元素扩散,并且经过适当温度热处理后在光纤中析出尺寸约20 nm的Pb Te3O7纳米晶。与前驱体光纤相比,在980 nm激光的泵浦下,2.7μm中红外发光强度在微晶玻璃光纤中得到显著的增强,这主要是由于晶体场效应的影响,其优异的光学性能表明,获得的碲酸盐微晶玻璃光纤有望在中红外光纤放大器和可调谐激光器领域得到应用。     

稀土离子掺杂的多组分玻璃光纤

稀土离子掺杂的多组分玻璃光纤在宽带光纤放大器与上转换光纤激光器中具有重要的应用。本文介绍了稀土离子掺杂多组分玻璃光纤宽带光纤放大器与上转换光纤激光器的工作机理,综述了其最新相关研究进展,并对目前研究中需进一步解决的问题及未来的发展提出了建议与展望。从当前的研究现状来看,碲酸盐玻璃和铋基玻璃应是今后宽带玻璃光纤放大器光纤基质材料的研究重点。对上转换光纤激光器基质材料而言,如何获得更好的具有低声子能量和优良物化性能的玻璃基质,还需进一步探索。     

含氟化物的钡镓锗酸盐玻璃形成及其热性能

在钡镓锗酸盐玻璃中引入氟化物,研究了BaF2-Ga2O3-GeO2和BaF2-GaF3-GeO2系统的玻璃形成区,并采用差热分析法研究了成分对玻璃热性质的影响。研究表明:随玻璃组分中氟化物含量增加,玻璃形成区减小;在含氟化物的钡镓锗系统中,析晶温度Tx随Ga含量增加出现极大值,转变温度Tg出现极小值;在Ga含量不变的情况下,Tx随BaF2含量增加出现极大值(摩尔分数),在BaF2-Ga2O3-GeO2系统中,20BaF2系列玻璃的最佳Ga2O3含量约为16.5%,15Ga2O3系列玻璃的最佳BaF2含量约为15.5%;在BaF2-GaF3-GeO2系统中,10BaF2系列玻璃的最佳GaF3含量约为20.0%,15GaF3系列玻璃的最佳BaF2含量约为10.0%。     

Dy3+/Tb3+单掺硼酸盐玻璃陶瓷的高效可见荧光发射

实验采用高温熔融-退火法分别合成了Tb³⁺掺杂和Dy³⁺掺杂的稀土硼酸盐玻璃陶瓷材料。XRD晶相分析表明,所制备的样品为非晶态玻璃陶瓷物质;SEM形貌分析表明,样品表面十分致密,无明显的结晶状物质;光谱特性试验结果表明,在紫外激发下,Tb³⁺和Dy³⁺单掺在这种新型硼酸盐玻璃陶瓷中分别发出了强烈的绿色和明亮的黄白光。该类材料在可见显示器件方面具有广阔的应用前景,可用于开发新型彩色光源、荧光显示器件、紫外传感器和可调谐可见光激光器。