Er3+:LiYF4单晶生长与光谱特性

采用坩埚下降法在非真空密闭条件下生长出尺寸为φ9mm×68mm的1mol%Er3+:LiYF4单晶材料,测试了样品的折射率、透过光谱、吸收光谱、以及在980nm和792nm激光泵浦下的近红外和中红外荧光光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子在LiYF4晶体材料中的强度参数(Ωt,t=2,4,6)、能级跃迁振子强度(fcal)、自发辐射跃迁几率(A)、荧光分支比(β)、辐射寿命(τrad)等光谱参数,讨论了其近红外和中红外的荧光特性.结果表明,在980nm和792nm激光泵浦下观察到了1.5μm近红外荧光和3.0μm中红外荧光,分别对应于Er3+:4I13/2→4I15/2和4I11/2→4I13/2跃迁,并分析了3.0μm中红外荧光强度较弱的可能原因.     

Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4晶体的光谱特性研究(英文)

用提拉法成功生长出Nd:Sr3Gd2(BO3)4晶体,并对其光谱性能进行了研究.测量了晶体在200～1000nm波段的吸收谱.用808nm的波长激发,测量了晶体的荧光光谱和荧光寿命,计算得到晶体的发射截面.根据J-O理论计算了晶体的光谱参数,与其它Nd掺杂的晶体的光谱参数做了比较和分析.     

Ce^3+/Yb^3+共掺LiLuF4单晶的紫外和近红外发光研究

采用改进的坩埚下降法成功生长了Ce^3+/Yb^3+离子双掺杂LiLuF4单晶, Ce^3+的初始离子掺杂浓度为0.1mol%,Yb^3+离子浓度从0变化到2.0mol%。在波长291 nm激发时观察到Yb^3+在1020 nm(2F5/2→2F7/2)附近的强近红外发射以及Ce^3+在300~350 nm(5d→4f)的紫外发射。通过吸收光谱、荧光光谱研究了Yb^3+离子掺杂浓度对Ce^3+/Yb^3+共掺杂LiLuF4单晶光谱性质的影响及Ce^3+到Yb^3+离子的能量转移机理。通过变温光谱的研究发现,当环境温度从298 K增加到443K时,其荧光发射强度不断降低。Ce^3+/Yb^3+共掺杂LiLuF4单晶发光波长主要位于紫外和近红外,这种独特的发光属性可望用于防伪技术和公共安全事务中。     

Cr,Yb:YAG晶体的光谱性质

采用提拉法生长了原子分数为10％的Yb和不同掺杂浓度Cr的Cr,Yb:YAG激光晶体.测试了室温下晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命.随着晶体中Cr离子掺杂浓度的增加,晶体在1.03μm处的吸收系数增大、荧光强度和荧光寿命下降,同时Yb³⁺→Cr⁴⁺能量转移效率增加、量子效率降低.确定了Cr,Yb:YAG晶体中Cr的最佳浓度值.     

SrI2∶Eu∶Cs晶体生长及闪烁性能

采用垂直布里奇曼法成功制备出尺寸为Φ25 mm×70 mm的SrI₂∶Eu∶Cs晶体,经加工后封装得到尺寸为10 mm×10 mm×10 mm的透明单晶,这是迄今为止Eu²⁺和Cs⁺双掺杂的最大尺寸SrI₂单晶,所用原料为国产原料。XRD测试结果表明,所得晶体为SrI₂正交相,空间群为Pbca。荧光光谱显示晶体的发射峰和激发峰分别位于440 nm和419 nm,属于典型Eu²⁺的5d→4f跃迁发射。X射线激发发射光谱显示该晶体只有一个位于440 nm的发射峰,与荧光光谱的结果一致。采用单指数拟合后得到晶体在370 nm激发波长下的荧光寿命约为1.3 μs。在¹³⁷Cs射线源激发下的γ能谱测试显示晶体的能量分辨率为5.5%,已基本满足实际使用的要求。     

颜色可调Y(PO3)3:Tb3+,Yb3+上转换发光材料的共沉淀制备及性能

采用共沉淀法制备Tb3+,Yb3+共掺杂Y(PO3)3上转换发光材料,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和上转换荧光光谱仪(UPL)对制备产物的结构和性能进行表征分析.结果表明,所制备样品属于单斜晶系空间群为P21/c的Tb3+和Yb3+共掺杂Y(PO3)3晶体.在近红外光的激发下,所制备Y(PO3)3:x Tb3+,20％(摩尔分数,下同)Yb3+样品发射出Tb3+特征的蓝绿色光.Tb3+掺杂量直接影响着制备产物的上转换发光性能,当Tb3+掺杂量为2％ ～10％时,Tb3+的5 D4→7 F6发射峰分裂为481 nm和491 nm两个发射峰;当掺杂量为5％～20％时,位于547 nm处绿光发射为最强发射峰;当Tb3+掺杂量高于20％时观察到浓度猝灭现象.Tb3+/Yb3+的掺杂量比例和近红外光激发功率密度对所制备样品的上转换发光性能也有明显影响.适当调节样品中Tb3+/Yb3+掺杂比例可实现对制备的Y(PO3)3:x Tb3+,20％Yb3+样品的上转换发射蓝绿光颜色的调控.对Y(PO3)3:Tb3+,Yb3+样品的上转换发光机理进行探索,其中属于Tb3+特征的5 D3→7 FJ(J=6,5,4)和5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)跃迁带发射分别属于三光子吸收和双光子吸收机制.     

纤维状中空结构NaYF4:Yb3+, Er3+上转换材料的 合成及防伪应用

采用水溶性聚合物聚乙烯亚胺(PEI)调介下的水热法,一步合成了具有纤维状中空结构的六方相NaYF4:Yb3+,Er3+上转换荧光材料,并将其作为荧光填料,通过流延成膜法制备了具有上转换荧光性能的壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)荧光复合薄膜.探究了PEI配体含量和反应体系pH值对合成的上转换材料的形貌、晶型和荧光性能的影响,以及壳聚糖/聚乙烯醇荧光复合薄膜中荧光填料的最佳掺杂量.研究结果表明,在PEI含量为0.3 g且反应体系pH=5的条件下,合成的产物为具有纤维状中空结构的六方相NaYF4:Yb3+,Er3+.荧光光谱表明,合成的NaYF4:Yb3+,Er3+上转换材料在980 nm激光激发下具有优异的荧光性能.当荧光填料的掺杂质量分数为3.0％时,制备的NaYF4:Yb3+,Er3+/(CS/PVA)荧光复合薄膜具有最佳的透明度和上转换荧光特性.     

PEG修饰YF_3微米晶的溶剂热合成及Y_(1.2)F_3:Yb_(0.18)~(3+)/Er_(0.01)~(3+)上转换荧光性质

采用溶剂热方法,乙醇和乙二醇的混合溶剂中,150℃条件下,反应12h,成功制备了YF3:Yb3+/Er3+晶体,和PEG-6000修饰的YF3:Yb3+/Er3+晶体。通过X射线粉末衍射,扫描电镜(SEM),红外光谱(IR)和荧光分光光度计对样品的组成、结构和荧光性质进行了表征和分析。结论为:YF3:Yb3+/Er3+晶体与YF3标准卡PDF#74-0911相符,而PEG-6000修饰的YF3:Yb3+/Er3+晶体的标准卡为PDF#32-1431,说明PEG的修饰导致晶体结构的变化。室温下,以980nm为激发光源,YF3:Yb3+/Er3+晶体和PEG修饰的YF3:Yb3+/Er3+晶体的荧光发射峰位置均为551nm、666nm和832nm,其分别对应于Er3+离子的4S3/2→4I15/2,4F9/2→4I15/2和4S3/2→4I13/2跃迁。但荧光强度不同。讨论了表面活性剂聚乙二醇的加入对YF3:Yb3+/Er3+晶体形貌,尺寸及荧光性质的影响,并对Yb3+/Er3+上转换发光机理进行了讨论。     

Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺杂BST铁电厚膜的制备及其上转换发光

利用丝网印刷工艺制备出稀土Yb3+/Tm3+共掺杂的Ba0.8Sr0.2TiO3铁电陶瓷厚膜,利用XRD、SEM、EDS、Raman和荧光光谱仪研究了稀土掺杂对厚膜微结构和发光性能的影响。实验发现,在低掺杂量时Yb3+、Tm3+离子在BST晶格中首先替代B位离子,高掺杂量时则同时占据A位和B位离子。掺杂后的厚膜仍表现为典型的铁电四方相结构。在800nm近红外激光激发下,共掺杂的BST厚膜中的Tm3+离子通过Yb3+离子的敏化作用在468与533nm处实现了间接上转换蓝色与绿色荧光输出,分别对应于Tm3+离子的1 G4→3 H6跃迁和1 D2→3F4跃迁。468nm蓝色荧光强度随着Yb3+、Tm3+离子比的增加先增强后减弱,在Yb3+、Tm3+离子共掺比为2∶1达到最大,并对上转换发光的机理进行了分析。     

Yb^3＋掺杂双包层光子晶体光纤制备研究

本文报道了国内自行研制和制备的以高功率光子晶体光纤激光器为目标的Yb3+掺杂双包层光子晶体光纤.给出了Yb3+掺杂多组分玻璃芯棒和以此为芯的双包层光子晶体光纤的制备流程,工艺和关键技术.对制备的Yb3+掺杂多组分玻璃、双包层光子晶体光纤进行-系列的物理属性、热学和光谱测试,并通过计算分析得到相对优秀的掺杂多组分玻璃配方(Yb3+-(2 mol%)-SiO2(70 mol%)-MgO-CaO-BaO-Li2O-Al2O3(2 mol%)).样品中的Yb3+掺杂双包层光子晶体光纤具有结构规则传光性能良好等优点,为自行开发高功率光子晶体光纤激光器提供材料器件基础.     

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...     

水热法制备GdVO_4∶Tm蓝色纳米荧光粉体

采用水热法以十二烷基苯磺酸钠为活性剂合成了蓝色纳米荧光GdVO4:Tm粉体。用X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱(PL)研究不同反应时间、反应物浓度和Tm3+掺杂量等条件下所得产物的结构和发光性能。结果说明,所得的产物为单一的四方锆型GdVO4:Tm晶体,颗粒大小约为20～50nm;GdVO4:Tm能够被200～320nm的紫外光激发,在278nm波长紫外光激发下发出波长为476nm的明亮蓝光,发光强度分别在反应物浓度为0.205mol/L时、反应时间为3d和Tm3+掺杂量为2%时最高。     

Dy3+掺杂CaWO4荧光粉体的制备及发光性能

采用固相陶瓷方法制备了Dy3+掺杂的CaWO4∶Dyx3+荧光粉体。采用XRD、SEM和FT-IR对制备粉体的微观结构进行了表征;采用荧光分析法研究了制备的荧光体的室温光致发光性能;探讨了掺杂剂Dy3+浓度对CaWO4∶Dyx3+荧光粉体的微结构和光致发光性能的影响。结果表明,制备的CaWO4∶Dyx3+荧光粉体为白钨矿结构,Dy3+的掺入会抑制CaWO4∶Dy3x+晶粒的生长。当Dy3+的掺入量为1%(摩尔分数)时,其在480nm(蓝)和575nm(黄)的发射强度达到最大;随着Dy3+浓度的增加,其特征发射峰(480nm和575nm)强度反而逐渐下降。     

Gd2O3下转换发光材料的制备及光学性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了Er³⁺/Yb³⁺双掺杂的Gd₂O₃下转换发光材料,按照掺杂摩尔百分比n(Gd³⁺)∶n(Er³⁺)∶n(Yb³⁺)=100∶2:x（x=0,3,6,9）调整Yb³⁺的掺杂比例,通过XRD、SEM、荧光光谱和荧光衰减研究了Er³⁺/Yb³⁺双掺对Gd₂O₃发光材料晶体结构、微观形貌、发光性能和量子传递效率的影响。结果表明,Er³⁺/Yb³⁺的掺杂没有改变Gd₂O₃的晶体结构,但使样品的特征衍射峰出现了高角度偏移;所有样品的晶粒尺寸约为65～85 nm,均属于纳米材料;随着Yb³⁺掺杂量的增加,样品在可见光区域和近红外光区域的衍射峰强度均表现出先升高后降低的趋势,其中2Er:3Yb掺杂比例的Gd     

Yb掺杂Ca_(1-x)R_xF_(2+x)(R=La,Gd)激光晶体的结构与光谱性能参数的研究

采用坩埚下降法生长了两个系列晶体3at%Yb:Ca_(1-x)R_xF_(2+x)(R=La,Gd;x=0,0.01,0.03,0.06,0.09),测试了晶体的XRD、拉曼光谱、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命。系统地研究了调剂离子La~(3+)、Gd~(3+)对Yb:CaF_2晶体晶格常数、拉曼光谱和光谱性能的影响规律,分析讨论了Yb~(3+)离子的结构与光谱性能之间的关系。研究结果表明,随着La~(3+)、Gd~(3+)掺杂浓度增加,晶体的晶格常数和拉曼半高宽都逐渐增大,这说明晶体膨胀和晶格振动模式种类增多。在3at%Yb:Ca_(1-x)La_xF_(2+x)晶体中,当调剂离子La~(3+)掺杂浓度为6at%时,具有最大吸收截面0.71×10-20 cm~2,荧光强度也最大;而在3at%Yb:Ca_(1-x)Gd_xF_(2+x)晶体中,当调剂离子Gd~(3+)掺杂浓度为3at%时,荧光强度最大,Gd~(3+)掺杂浓度为6at%时,具有最大吸收截面0.64×10~(-20) cm~2。共掺晶体相比于单掺3at%Yb:CaF_2晶体有更好的光谱参数。综上可知,通过调节La~(3+)、Gd~(3+)离子浓度,可以改变Yb~(3+)离子的结构,优化晶体的光谱性能。     

Eu3+:LiNbO3单晶的坩埚下降法生长及其光谱性质

选用合适的温度梯度(20～30℃/cm)与生长速度(1～3mm/h),用坩埚下降法成功地生长出了掺杂Eu3+的LiNbO3单晶.用X射线衍射及DTA分析表征了获得的晶体.生长的晶体无宏观缺陷,在He-Ne激光的照射下,无散射中心.测定了从生长初期下部到生长后期上部晶体的紫外-可见吸收光谱与荧光光谱.观测到分裂的光谱线.结果表明,沿着晶体生长方向,Eu3+浓度逐步减少.Eu3+离子在晶体中取代Li与Nb格位.     

Eu在羟基磷灰石中的掺杂及其发光性能研究

本文采用化学沉淀法制备了Eu3+掺杂的羟基磷灰石材料(HAP∶xEu),使用X射线衍射、红外光谱以及荧光光谱等对其结构及发光特性进行了研究。分析表明,制备得到的掺杂羟基磷灰石具有晶态结构,其红外谱中出现隶属于OH-、PO3-4的特征振动峰。光谱分析结果表明,在394nm波长激发下,掺杂Eu的羟基磷灰石样品的荧光发光强度和荧光寿命呈现随掺杂浓度的增加相反的变化趋势:发光强度增加6倍同时其荧光寿命却下降了约30%。此外,样品中电偶极跃迁与磁偶极跃迁强度之比(IR/IO)随Eu3+掺杂浓度增加表明Eu占据羟基磷灰石晶格中的CaⅡ不对称位点的比例大于占据CaⅠ对称位点的比例,并可受到掺杂量的影响。     

La2Ce2O7∶Ho3+ / Yb3+陶瓷的荧光温度传感性能研究

为研究La2Ce2O7∶Ho3+ / Yb3+陶瓷的荧光温度传感性能,采用高温固相反应法制备该材料,在 La2Ce2O7晶格中,使Ho3+和Yb3+都取代La3+的位置,其中,Ho3+离子浓度为0. 05% at. %,Yb3+离子浓度在10% ~ 18% at. %范围内。在980 nm波长的激光激发下,检测到上转换（Up?conversion, UC）绿光的强度在550 nm处达 到峰值,红光强度在666 nm处达到峰值。当Ho3+和Yb3+的掺杂浓度分别为0. 05% at. %和14% at. %时,UC发射 强度最强。研究了La2Ce2O7∶Ho3+ / Yb3+陶瓷在303 ~ 483 K温度范围内的温度传感性能,在303 K温度条件下得 到最高绝对灵敏度（Sa）为0. 002 8 K-1,在303 K 温度条件下得到最高相对灵敏度（Sr）为0. 005 4 K-1,表明 La2Ce2O7∶Ho3+ / Yb3+陶瓷可以作为潜在的远程温度传感器候选材料。     

Ba2+共掺杂YPO4∶Tb3+荧光材料的水热合成与荧光性能

采用水热法合成Ba~(2+)共掺杂YPO4∶Tb~(3+)荧光材料,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计等研究了合成样品的物相组成和荧光性能,并分析了Ba~(2+)掺杂量和反应体系pH值等对合成样品的物相结构及荧光性能的影响。结果表明,反应体系pH值和Ba~(2+)掺杂量直接影响所制备样品的结构与性能。少量Ba~(2+)(≤10%,原子分数,下同)共掺杂YPO4∶1%Tb~(3+)样品均为纯相四方晶系磷钇矿结构晶体,过量Ba~(2+)掺杂导致Ba_3(PO_4)_2杂质相的出现;pH值为6的水热环境下可获得高结晶度的单一相Ba~(2+)、Tb~(3+)共掺杂YPO4样品。激发和发射光谱测试结果表明,所制备的YPO4∶1%Tb~(3+),x%Ba~(2+)样品可被225nm的紫外光有效地激发而发射出强烈的Tb~(3+)特征的黄绿色光。一定量的Ba~(2+)共掺杂可以有效地提高YPO4∶1%Tb~(3+)样品的荧光性能,但过量(高于10%)的Ba~(2+)掺杂又会导致Tb~(3+)的荧光猝灭现象出现,最佳的Ba~(2+)共掺杂量为10%。所制备的YPO4∶1%Tb~(3+),10%Ba~(2+)样品在225nm紫外光激发下位于545nm处的发射带强度是YPO4∶1%Tb~(3+)样品的1.8倍。     

Li+掺杂对NaY(WO4)2:0.07Yb3+/0.025Er3+上转换荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法制备一系列不同浓度Li+离子(0.00,0.03,0.05,0.07,0.09和0.11 mol)掺杂NaY(WO4)2:0.07Yb3+/0.025Er3+上转换荧光粉.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光发射光谱及荧光衰减曲线等表征所制备样品物相、形貌及发光性能.结果表明,晶体结晶...