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.     

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     

硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+的光谱特性

采用熔体冷却法制备了单掺Er3+和Yb3+的硼酸铋玻璃,并利用理论方法计算了硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+的光谱参数.详细分析了硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+离子光谱参数与玻璃组成和掺杂浓度的关系,并研究了Yb3+离子的辐射陷阱效应.实验表明,掺Er3+和Yb3+的硼酸铋玻璃是一种具有潜在发展前途的固体激光器和光纤放大器用激光材料.     

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。     

Tm3+/Ho3+共掺硫卤玻璃的2.00μm荧光特性研究

通过真空熔融淬冷法制备了不同浓度Tm3+/Ho3+离子共掺的70GeS2-20In2S3-10CsI玻璃样品,分析了样品的热稳定性及拉曼光谱,测试了样品的吸收光谱以及808 nm激光泵浦下Ho3+:5I7→5I8辐射跃迁对应的2.00μm荧光光谱特性.结果表明:Tm3+离子掺杂浓度为0.25mol%时,随着Ho3+离子掺杂浓度从0.05mol%增加到0.125mol%,Tm3+离子在1.86μm的发光强度逐渐减弱,Ho3+离子2.00μm荧光明显增强,表明Tm3+/Ho3+离子之间存在有效的能量转移.     

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。     

Y3+共掺杂对掺 Er3+: Al2O3粉末光致发光的增强作用

采用非水性溶胶-凝胶法制备了Y^3＋共掺杂的掺Er^3＋：Al2O3粉末，Er^3＋浓度为0．1和1．0mol％，Er^3＋和Y^3＋浓度比为1：0-10．X射线衍射和光致发光（PL）光谱结果表明：900℃烧结的掺0．1和1．0mol％Er^3＋：Al2O3粉末为具有非晶化特征的γ和θ混合相结构，非晶化趋势随Y^3＋共掺杂浓度增大而增加．掺0．1mol％Er^3＋：Al2O3粉末，PL光谱强度和半高宽随掺Y^3＋浓度增大无明显变化．掺1．0mol％Er^3＋：Al2O3粉末，PL光谱强度和半高宽随掺Y^3＋浓度增大而增加，10mol％Y^3＋共掺杂粉末的发光强度提高50倍，约为掺0．1m01％Er^3＋：Al2O3粉末的10倍，半高宽从77nm增至92nm．Y^3＋共掺杂对较高浓度掺Er^3＋：Al2O3粉末PL性能的增强作用归因于Y^3＋对Er^3＋在基体中的分散和配位结构多样性的提高．     

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.     

铒单掺和铒/镱共掺氟氧玻璃的上转换发光性质研究

研究了室温下掺不同摩尔分数Er3+单掺和Er3+/Yb3+双掺的20GaF3-15InF3-17CdF2-15ZnF2-10SnF2-3P2O5-(20-x-y)PbF2-xErF3-yYbF3(x=0.1~0.4,y=1~4)氟氧玻璃的上转换发光性质。755nm激发下,在Er3+单掺系列玻璃中观察到紫色(410nm)、蓝色(465nm)和绿色(522nm、544nm)上转化发光,随着掺杂Er3+浓度的增大,各荧光强度增幅有变缓的趋势。980nm激发下,由于Yb3+的敏化作用,在Er3+/Yb3+双掺系列玻璃中观察到绿色(548nm、527nm)和红色(661nm)上转换发光,固定Er3+浓度,随着Yb3+浓度的增大,各荧光强度先增大后减小,当Yb3+、Er3+掺杂浓度比为15时发光强度最大。该氟氧玻璃具有比氟化物玻璃更好的抗析晶稳定性,掺稀土离子后在不同波长激发下可观察到明亮的红、绿色上转换荧光,是一种有潜质用于红、绿色上转换发光的材料。     

Mg2+掺杂对SrTiO3薄膜光电特性的影响

利用溶胶-凝胶法在Al2O3陶瓷片上制备掺Mg的SrTiO3薄膜。在SrTiO3中掺杂不同含量的Mg离子,Mg在钛酸锶中取代钛位,形成受主掺杂。研究了掺杂对薄膜电阻率的影响,实验表明,当掺杂浓度为4%时,电阻率最小。当掺杂浓度为4%时,薄膜电阻率会随着光功率变化而变化,当光功率<100W时,电阻迅速减小,超过100W时,减小幅度变小。     

Er3+/Tm3+共掺光纤放大器的模型和增益特性

基于Er/Tm共掺石英光纤的能级跃迁及能量转移特性,建立了Er3 /Tm3 共掺石英光纤放大器的理论模型。采用离散算法,计算了自发辐射输出功率谱和放大器的信号增益。结果表明,依据模型计算的正向自发辐射输出功率谱与实验结果基本一致;输出信号的3dB增益带宽随不同的光纤长度和泵浦功率而变化;当输入的泵浦功率为0.2W,信号功率为1μW时,Er3 /Tm3 共掺石英光纤放大器的3dB带宽可达到110nm。     

前后双泵铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器增益特性

在铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器系统的速率方程和传输方程中,考虑上转换效应,并引入描述波导中信号光和泵浦光光场相互作用的重叠因子,以此讨论前后双泵结构与单前泵结构中,Er/Yb共掺比、泵浦光和信号光功率、泵浦光模数等因素对信号光增益的影响,并得到信号光增益光谱和放大自发辐射光光谱.模拟结果表明,与单前向泵浦相比,相同功率条件下,前后双向泵浦中,泵浦功率密度低且均匀分布,上转换效应被有效抑制,1532nm处信号光增益增大约2dB/cm,放大自发辐射光总功率提高.前后双向泵浦同样可以减弱多模泵浦光对增益的负面影响.数值模拟结果与实验值基本一致.     

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.     

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.     

Zn2+掺杂NaAlSiO4:Er3+,Yb3+微晶玻璃制备及上转换发光性能

主要研究过渡金属Zn2+离子掺杂对NaAlSiO4:Er3+,Yb3+微晶玻璃上转换发光性能的影响.采用高温熔融法制备不同掺杂浓度的Zn2+掺杂NaAlSiO4:Er3+,Yb3+上转换发光样品,通过同步热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪和荧光光谱分析仪等对样品进行热处理制度、析出晶体、玻璃结...     

Yb3+、Ho3+掺杂浓度及晶粒尺寸对NaYF4∶Yb3+,Ho3+上转换材料发光的影响

EDTA作为络合剂,在pH值为5的条件下,采用水热法制备了NaYF4∶Yb3+,Ho3+微米棱柱上转换材料,研究了掺杂浓度和晶粒尺寸对上转换发光特性的影响。实验发现材料发光主要以绿光为主,最佳的Yb3+、Ho3+掺杂浓度分别为25%和1%,高于此值均会出现浓度猝灭效应。通过改变溶液中NaF/NH4HF2摩尔比来调控晶粒的尺寸,发现随着晶体颗粒尺寸的增大,材料中Yb3+浓度增加,从而使上转换发光增强。     

Ce3+、Mn2+掺杂Zn3（BO3）2的制备及其发光性能

采用共沉淀法在700℃和较短的烧结时间下制备了Zn3(BO3)2和不同浓度的Ce3+、Mn2+离子掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶粉末,对合成产物的发光性质及发光机理进行了研究。利用荧光分光光度计、X射线粉末衍射仪以及透射电镜对其光学性能和纳米晶形貌进行了表征。结果表明Ce3+离子掺杂的Zn3(BO3)2样品在340～400nm之间有强的荧光发射,其最高发射峰峰位为365nm,在Ce3+掺量为0.5%(摩尔分数,下同)时发光强度达到最高值。Ce3+取代Zn2+离子作为发光中心,Mn2+离子作为激活剂加入,并不影响荧光发射峰的位置,但能够有效增强其发光强度。当Mn2+离子掺量为0.7%(摩尔分数)时,Ce3+、Mn2+共掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶发光强度达到最高值。     

Er~(3+)/Yb~(3+)/Tb~(3+)共掺氟氧锗酸盐玻璃上转化发光性质及机理研究(英文)

在980nm激发下,研究了Er3+、Yb3+和Tb3+单掺或共掺氟氧锗酸盐玻璃的上转换发光性质和机理.室温下,观察到了强的绿色和红色上转换发光,其发光中心位于524、546和658nm处,分别对应于Tb3+离子的5D4→7FJ(J=5和0)和Er3+离子的(2H11/2、4S3/2和4F9/2)→4I15/2跃迁.研究了TbF3、YbF3掺杂浓度以及激光功率对上转换发光强度的影响,讨论了Er3+、Yb3+和Tb3+之间的能量传递和上转换机理.     

掺Er3+勃姆石(γ-AlOOH)凝胶高温烧结相变

采用溶胶-凝胶法(sol—gel)制备掺0-20mol％Er^3 勃姆石(γ-AlOOH)凝胶，X射线衍射和差热分析法研究掺Er^3 ：γ—AlOOH凝胶在950-1400℃烧结的相变过程．结果表明：Er^3 的掺杂降低α相的生长速度，抑制Al2O3的θ→α相变，推迟相变结束温度50-70℃，Er-Al-O系化合物Al10Er6O24和ErAlO3相的析出取决于掺Er^3 浓度和烧结温度．在较高烧结温度下，ErAlO3相由掺1-5mol％Er^3 ：Al2O3中析出；Al10Er6O24相则在掺5-20mol％Er^3 ：Al2O3中析出，随着烧结温度的升高，在全部掺Er^3 ：Al2O3中析出．ErAlO3相促进θ→α相变的形核，α相形核起始温度可提前30-50℃，但对α相生长影响不大．Al10Er6O24相对θ→α相变没有显著影响．