掺Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤中频率上转换的实验研究

首次报道了实验研究连续1064nm Nd:YAG激光器泵浦的掺稀土离子Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤中频率上转换过程。测量了掺Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤产生的频率上转换可见荧光谱,并用能量转移、受激态吸收和双光子吸收过程解释了467,546和667nm三条频率上转换荧光谱线的产生机理。     

铒镱共掺光纤制备及其激光性能研究

铒镱(Er~(3+)/Yb~(3+))共掺光纤是实现波长为1.5μm激光的重要增益介质之一。但是石英基Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光纤很容易产生波长为1μm的放大的自发辐射(ASE)光,不仅降低1.5μm激光的泵浦转换效率,而且是限制1.5μm激光功率提升的"瓶颈"。研究结果表明,提升纤芯磷的掺杂量,能够增大纤芯基质的最大声子能量,有利于抑制Yb~(3+)的ASE光和Er~(3+)→Yb~(3+)的反向能量传递,从而提高Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光纤的泵浦转换效率。通过改良的化学气相沉积制备工艺可以减少磷元素在高温条件下的挥发,从而成功制备出高掺磷的10/130μm双包层Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光纤。测试光纤后向的1μm ASE光谱随泵浦功率的变化,并且搭建两级激光测试平台,测得Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光纤激光的斜率效率为35.5%。     

Yb~(3+)掺杂铋酸盐玻璃的发光特性

研究了Yb~(3+)掺杂铋酸盐玻璃的发光特性参数,讨论了Yb~(2+)、Bi~(3+)等缺陷淬灭中心与Yb~(3+)之间的能量转移。对于已优化的基质组成,在荧光寿命没有大幅下降的前提下,玻璃中Yb~(3+)近红外波段的发射截面明显增大,吸收截面减小,激光增益能力和饱和抽运强度均得到提高。采用有效的除羟基工艺,玻璃中不会产生比磷酸盐玻璃中更为严重的Yb~(3+)发光淬灭效应,但铋酸盐玻璃中还可能存在Yb~(2+)、Bi~(3+)等价态不稳定的缺陷淬灭中心。     

光学材料

0118296Er~(3+),Yb~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃上转换发光的研究[刊]/林葵//光电子·激光.—2001,12(5).—484～487(E)测量了 Er~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃、Er~(3+),Yb~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃退火前后3种样品的吸收光谱、上转换发光光谱及其强度随泵浦光强的变化,对比讨论了其上转换发光特性。参80118297金属/介质型纳米复合变色膜[刊]/赖珍荃//功能材料与器件学报.—2001,17(2).—141～146(E)     

Er~(3+)在ZBLAN玻璃中的光谱参数

根据Judd—Ofelt理论计算了Er~(3+):ZBLAN玻璃中Er~(3+)的实验与理论谱线强度;用最小一乘法拟合实验与理论谱线强度得到三个强度参数C_λ(λ=2、4、6)。然后计算了各激发态自发辐射电偶极跃迁几率及有关能级的磁偶极跃迁几率、辐射寿命和荧光分支比。     

ZnS∶Er纳米晶的水热合成及其性能研究

该文以硫代乙酰胺为硫源,采用水热法合成了ZnS∶Er纳米晶。并用X线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X线光电子能谱仪(XPS)、荧光光谱仪对其物相、形貌、组成及光学性能进行了表征。结果表明,ZnS∶Er纳米晶为立方闪锌矿结构,粒径约为5nm。由XPS图谱可知,ZnS∶Er纳米晶中存在Zn、S、C、O、Er等元素。ZnS∶Er纳米晶荧光光谱中出现了2个主要发射峰,分别位于469nm和583nm处。两发射峰的发光强度随着pH的升高而增强且发光峰的位置存在微弱的蓝移,pH=12时,两发射峰的荧光强度最强;随着Er3+掺杂量的增加,469nm处发射峰的强度先增强后减弱,583nm处发射峰的强度随之减弱。     

sol-gel法制备纳米晶γ-Al_2O_3∶Eu~(3+)发光粉及发光性能

以异丙醇铝为原料,聚乙二醇(PEG1000)为络合剂,采用sol-gel法制备了纳米晶γ-Al2O3∶Eu3+发光粉,对其结构、形貌、晶粒尺寸及光致发光性能进行了研究。结果表明:采用sol-gel法制备工艺,经过800℃煅烧4h,可以得到发光强度高的纳米晶γ-Al2O3∶Eu3+发光粉,其最佳激发波长为395nm,最佳掺杂量为x(Eu3+)=10%,此时最强的发射峰出现在617nm附近,可以用作红色发光材料。     

NaGdF_4:Nd~(3+)纳米球和纳米棒的热淬灭特性

采用水热法制备出了掺钕四氟化钆钠(NaGdF4:Nd3+)纳米球和纳米棒。用X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)对纳米晶的晶型结构以及形貌进行了表征。研究了纳米晶在室温下的发光特性,并与体材料作对比。对于Nd3+发光的热淬灭特性,拟合了纳米晶和体材料在变温荧光下的实验数据。发现与体材料相比,NaGdF4:Nd3+纳米晶具有更小的热淬灭速率,纳米球与纳米棒的热淬灭速率相近。     

Li+和稀土离子共掺ZrO2上转换发光特性

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了Li+/Er3+/Yb3+三掺ZrO2纳米晶粉末.对纳米晶粉末样品进行了XRD检测,表明Li+掺入并没有改变晶体结构.在室温下用980 nm激光研究了烧结温度为800℃样品的上转换发光特性,掺入Li+后纳米晶粉末样品红绿光波段的荧光强度都有很好的增强.通过对激发功率与荧光强度的关...     

稀土Er3+离子掺杂的全无机CsPbCl3钙钛矿纳米晶的合成及发光性能

CsPbCl₃全无机钙钛矿纳米晶(PNC)的应用受到其弱发光、极低的光致发光量子产率(PLQY)以及长期暴露于氧气和湿气环境中稳定性差等的限制。为了解决这一问题,使用稀土金属元素铒的三价阳离子(Er³⁺)作为B位掺杂元素,制备出了明亮蓝紫光发射的Er³⁺∶CsPbCl₃钙钛矿纳米晶发光材料。掺杂后的纳米晶具有最佳的形貌和发光性能:PLQY为16.7%、平均粒径约为7.98nm、荧光发射峰蓝移至400nm、半峰全宽仅为10.0nm。同时该纳米晶的环境稳定性也显著提升,在测试环境(温度60℃、湿度60%RH)下存放10天后,其发光强度仍能保持初始荧光发射强度的60%以上。此工作较大程度上改善了CsPbCl₃钙钛矿纳米晶存在的问题,对于其实际应用存在重大意义。     

铒离子在钨酸锌晶体中的光谱性质

本文测量并分析了ZnWO_4∶Er晶体的吸收光谱、激发光谱和荧光光谱,发现Er~(3+)离子与基质晶格之间存在能量传递效应。用Judd-Ofelt理论计算了Er~(3+)离子的强度参数Ω_λ以及吸收和辐射跃迁的振子强度,并由此计算出激光能级辐射跃迁几率、辐射寿命、积分发射截面及荧光分支比等光谱参数。讨论了ZnWO_4∶Er晶体几个主要通道实现激光输出的可能性。     

YAG∶Er~(3+),Ce~(3+)激光晶体的光谱特性

本文采用在YAG晶体中共掺铒铈离子,利用Ce~(3+)离子具有f—d宽带吸收跃迁,提高Er~(3+)离子对泵浦能量的吸收,以降低YAG:Er,Ce晶体的激光阈值。并测定了晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱。讨论了YAG:Er~(3+),Ce~(3+)晶体的光谱特性。用Judd—Ofelt理论计算了晶体中Er~(3+)离子振子强度,并与单掺铒离子YAG:Er~(3+)晶体中的数值进行了比较。     

Tm~(3+)/Dy~(3+)共掺铋酸盐玻璃的1.47μm宽带发光

采用高温熔融法制备了Tm~(3+)/Dy~(3+)共掺杂铋酸盐玻璃样品。利用样品的差热分析曲线、拉曼光谱、红外透过光谱、吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线,对800nm激光二极管抽运下样品的1.47μm宽带发光特性进行了研究。研究结果表明,制备的铋酸盐玻璃具有良好的热稳定性、较低的声子能量和较高的红外透过率。当Dy~(3+)的摩尔分数为0.3%时,实现了对Tm~(3+)的1.47μm发光的敏化增强,其荧光谱线的半峰全宽为118nm。计算得到1.47μm发光的最大受激发射截面为4.37×10~(-21) cm~2,光纤放大品质因子为5.31×10~(-26) cm~3。     

磷酸盐玻璃中Er~(3+)离子的光跃迁和激光作用

给出了Li-Al磷酸盐玻璃中Er~(3+)离子发射特性(Ar、σ_ρ、β、τ_γ)的计算结果。报道了Cr~(3+)→Yb~(3+)→Er~(3+)的一种有效能量转移,并获得了室温下3J1.54μm波长的激光输出。     

Eu3+掺杂GdPO4微晶玻璃的制备及其发光特性的研究

采用高温熔融法,制备了摩尔组分为53P2O5-16BaO-9Na2O-7K2O-14.25Gd2O3-0.75Eu2O3系统基质玻璃,熔化温度为1 400℃,经过热处理后获得微晶玻璃。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱,对微晶玻璃的结构、形貌和发光性能进行研究。XRD结果表明,基质玻璃经过700℃、800℃热处理2h得到Eu3+掺杂GdPO4微晶玻璃,其晶粒尺寸分别约为39nm和55nm;荧光光谱研究结果表明,与基质玻璃相比,微晶玻璃的激发强度和发射强度明显增强,微晶玻璃中源自Eu3+的7F0-5L6跃迁强度与电荷迁移带强度的比值降低,发射峰出现明显劈裂,且5D0-7F2与5D0-7F1跃迁强度的比值减小,表明Eu3+成功地进入了GdPO4晶相中。微晶玻璃中,Eu3+发射强度和激发强度随着热处理温度的升高而增强。     

Er~(3+):Yb~(3+)共掺玻璃波导放大器及其应用

介绍了Er~(3+):Yb~(3+)共掺玻璃波导放大器(EDWA)的原理、结构、制备及其优势与局限,同时还介绍了多种基于EDWA的集成放大器件在城域网/接入网、CATV等光通信领域的应用。     

Yb∶Y2O3激光陶瓷纳米粉体制备及性能研究

以Y2O3和Yb2O3为原料,采用柠檬酸溶胶-凝胶法,控制溶液pH值为3～4,反应温度70～80 ℃时制备出Yb∶Y2O3激光陶瓷纳米前驱粉体。XRD测试结果表明最佳煅烧温度为800 ℃,并且晶化完全;差热-热重分析表明,前驱体中柠檬酸和硝酸等在300 ℃时分解放热。荧光光谱分析发现,荧光发射的最强峰位于1030 nm,对应Yb3+的2F7/2-2F5/2能级跃迁。     

Yb:Y2O3激光陶瓷纳米粉体制备及性能研究

以Y2O3和Yb2O3为原料,采用柠檬酸溶胶-凝胶法,控制溶液pH值为3～4,反应温度70～80 ℃时制备出Yb∶ Y2O3激光陶瓷纳米前驱粉体.XRD测试结果表明最佳煅烧温度为800 ℃,并且晶化完全;差热-热重分析表明,前驱体中柠檬酸和硝酸等在300 ℃时分解放热.荧光光谱分析发现,荧光发射的最强峰位于1030 nm,对应Yb3+的2F7/2-2F5/2能级跃迁.     

Er~(3+)离子及ErP_5O_(14)晶体的光谱性质

根据ErP_5O_(14)的吸收和荧光光谱,用Judd—Ofelt理论计算了在此晶体中Er~(3+)的强度参数Ω_λ(或τ_λ),由此计算了激光能级辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数。提出了在Peap与强度参数的总和之间存在直线关系的经验公式。讨论了ErP_5O_(14)作为激光材料的可能性。     

荧光磁性Fe_3O_4@Gd_2O_3∶Eu~(3+)空心球的制备与表征

通过尿素均匀沉淀法合成了荧光磁性Fe_3O_4@Gd_2O_3∶Eu~(3+)纳米空心球,并且设计了一种壳-壳结构。利用模板法合成的这种壳-壳结构很好地避免了磁性纳米粒子的凝聚。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)测试结果表明,得到的Fe_3O_4@Gd_2O_3∶Eu~(3+)空心球直径均约为390 nm,并且磁性层和荧光层的厚度分别约55 nm和15 nm。壳的厚度和空心纳米球的尺寸可以很容易地通过调整原料的浓度和氧化硅模板的尺寸来控制。所制备的Fe_3O_4@Gd_2O_3∶Eu~(3+)空心球表现出较高的饱和磁化强度(17.1 emu/g),在紫外线的激发下发出较强的红光。这种特征使它完全可以应用于靶向治疗、免疫检测、磁性分离、荧光追踪等方面。该合成路线对其他多功能纳米空心球的可控合成也具有重要的意义。