应用于白光显示的碲酸盐玻璃上转换发光特性

用高温熔融法制备了Tm3+/Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-La2O3)样品,测试了玻璃样品的吸收光谱和上转换发光光谱,分析了上转换发光机理。结果发现:在975 nm,波长激光二极管(LD)激励下,制备的碲酸盐玻璃样品可以观察到强烈的红光(662 nm)、绿光(525、546 nm)和蓝光(475 nm)三基色上转换发光,分别对应于Er3+的4F9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和Tm3+的1G4→3H6能级跃迁;随着Yb3+掺杂含量和泵浦功率的增加,样品的上转换发光强度都得到了一定程度的提高;通过调整稀土掺杂的浓度,得到了接近于标准白光(EE)发射。     

Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的上转换发光及能量传递机理

用高温熔融法制备了Ho3+单掺和Ho3+/Yb3+共掺、组分为TeO2-ZnO-Na2O的碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt(JO)理论计算分析了玻璃的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。通过测量上转换光谱,着重研究了Yb3+掺杂对于Ho3+上转换发光性能的影响,分析了Yb3+/Yb3+以及Yb3+/Ho3+间的能量传递过程。结果显示,975nm泵浦下Ho3+的上转换发光主要来自于Yb3+/Yb3+间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb3+/Ho3+间的能量传递过程,并计算得到了声子贡献比和能量传递微观参数。同时,计算分析了Ho3+:5 I7→5 I8能级跃迁的吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Yb3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为上转换激光器和2.0μm波段固体激光器的潜在增益基质。     

Gd2O3:Yb3+,Er3+纳米粉体的水热合成及上转换发光研究

采用Gd₂O₃,Yb₂O₃,Er₂O₃,HNO₃,CO(NH₂)₂和C ₁₂H₂₅SO₄Na为实验原料,通过水热法合成了纳米Gd₂O₃:Yb³⁺,Er ³⁺上转换发光粉体。通过X射线衍射(XRD )、差示扫描量热 -热重分析(DSC-TGA )、傅里叶变换红外光谱(FT-IR ) 、透射电子显微镜(TEM )和 上转换发射光谱(UCL )等对样品进行表征。研究结果表明:CO(NH₂)₂与Gd ³⁺ 离子的摩尔比m影响前驱体的组成,当m=4时,前驱体是由晶态的 Gd₂(CO₃)₃·xH₂O构成。该 前驱体在空气气氛下800℃煅烧2h可获得单相的Gd₂O₃纳米粉体 ,粉体呈近球状,平均粒 径约为30～40nm。上转换发光光谱表明,在980nm波长红外光激发下,Gd₂O₃:Yb³⁺,Er³⁺的主发射峰 位于664nm波长处,呈红光发射,对应于Er³⁺的 ⁴F9/2→⁴I15/2跃迁。在波长为539 nm和562nm附近呈现绿光发射,分别对应于Er³⁺的²H11/2→⁴I15/2和⁴S3/2→⁴I15/2跃迁。Er³⁺的猝 灭浓度为1%。800℃煅烧合成的Gd₂O₃:Yb³⁺,Er³⁺ 纳米粉体的上转换发光机制为双光子模型, 而1200℃煅烧合成的Gd₂O₃:Yb³⁺,E r³⁺纳米粉体的上转换发光机制则为三光子模型。     

Ag纳米颗粒对Er3+/Tm3+/Yb3+共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光特性的影响

采用传统熔融淬冷法制备了系列Er³⁺/Tm 3+/Yb³⁺共掺复合Ag纳米颗粒的铋锗酸盐玻璃样品。从吸收光谱中 确定了Ag纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)峰位于545nm附近;透射 电镜(TEM)图像中观察到均匀分布的Ag纳米颗粒,尺寸 约为6～18nm。研究了纳米Ag含量对Er3＋/Tm3＋ 共掺复合Ag纳米颗粒铋锗酸盐玻璃上转换发光特性的影响,结果表 明,Tm³⁺离子472nm处的上转换蓝光、Er³⁺离子525nm处的上转换绿光、543nm处的上转换 绿光和661nm处的上转换红光发光强度在AgCl含量的质量百分数为 1%时达到最大值,与未掺杂AgCl的基质玻璃相比,分别提高了约3.2、3.8、5.4倍。     

Yb3+/Tm3+双掺硫卤玻璃1.8μm中红外发光特性研究

用熔融淬冷法制备了系列不同组分和Tm3+/Yb3+掺杂浓度的Ge-Ga-Se-CsI硫卤玻璃样品,测试了样品的拉曼光谱、折射率、吸收光谱、红外荧光光谱。研究了975nm激光泵浦下样品的1.23μm和1.8μm荧光特性。分析了Tm3+/Yb3+之间声子辅助的共振能量转移,结果表明两个离子间有效的能量转移途径为Yb3+∶2F5/2→Tm3+∶3 H5。计算得到常温下Tm3+∶3 H5→3F4和Tm3+∶3F4→3 H6跃迁的多声子弛豫速率分别为303s-1和0.30s-1。     

飞秒激光照射下Yb2+/Yb3+共掺石英玻璃上转换荧光研究

为了研究Yb2＋在石英玻璃中的光谱特 性,提出采用气炼法制备Yb2＋/Yb3＋共掺石英玻璃。 首先对Yb2＋的形成过程进行了分析,然后对制备的Yb2＋/Yb3＋共 掺石英玻璃的吸收特性和发 射特性进行了分析。结果表明,所制备的Yb2＋/Yb3＋共掺石英玻璃在260 、320、400nm 紫外和可见光波长处以及在910nm近红 外波长处均出现了吸收峰,并且在530nm可见波长处出 现了发射峰;使用波长位于710nm的飞秒激光照射所制备的Yb 2＋/Yb3＋共掺石英玻璃,观察到了 位于500nm波长处左右的上转换荧光。分析表明,Yb 2＋/Yb3＋共掺石英玻璃上转换荧光是两光子同时被Yb2＋吸收所引 起的。     

LD端面抽运1.5μm Er3+,Yb3+∶YAl3（BO3）4激光器

报道了一种基于Er3+,Yb3+∶YAl3(BO3)4晶体的1.5μm固体激光器。为了解决由晶体严重的热效应所导致的激光器转化效率较低以及无法连续运转的问题,对控温炉设计以及抽运光源参数,如调制频率、占空比和腰斑尺寸等,进行了实验优化,从而减小了晶体的热负载,提高了准连续激光器的输出性能。在抽运源调制频率为40Hz,占空比为10%,抽运光腰斑半径为80μm,注入功率为17.6W时,获得了2.6W的准连续1.5μm激光输出,斜率效率为18.1%;同时在抽运功率为5W时,实现了290mW的连续单横模1.5μm激光输出,斜率效率为8.5%。     

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。     

Er~(3+),Yb~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃上转换发光的研究

测量了 Er3+掺杂氟氧化物微晶玻璃、Er3+ ,Yb3+掺杂氟氧化物微晶玻璃退火前后 3种样品的吸收光谱、激发光谱、上转换发光光谱及其强度随泵浦光强的变化 ,对比讨论了其上转换发光特性     

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。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器动态特性研究

基于速率方程的离散算法,实现了对双包层Er3+/Yb3+光纤放大器动态特性的分析.研究了不同信号和泵浦功率下单信道的瞬态功率、脉冲序列输出功率与增益随时间的变化以及多信道异步转移模式下输出功率和增益随时间的变化.结果表明对于单个脉冲,在相同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于输入脉冲的峰值功率;在不同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于泵浦功率.对于脉冲序列,在达到稳定的输出前,将经历一个输出功率和增益由高到低的变化过程.对于异步转移模式的多信道脉冲,脉冲重叠时的功率和增益变化要快于非重叠时功率和增益的变化.     

纳米In2O3:Er3+,Yb3+的燃烧法制备及上转换发光

采用燃烧法制备了 Yb3+和 Er3+共掺的 In2O3纳米晶。用 X 射线衍射和透射电镜对样品的结构和形貌进行了分析,结果表明,该粉体为纯立方相 In2O3结构,颗粒尺寸为 80~100 nm;该粉体在 980 nm 近红外激发下发射出中心波长为 525 nm 和 555 nm 的绿光、662 nm 的红光,分别对应于 Er3+的2H11/2/4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁;研究了 Er3+/Yb3+掺杂浓度、煅烧温度和煅烧时间等制备条件对 In2O3:Er3+, Yb3+纳米晶的上转换发光强度的影响。     

980 nm半导体激光器激发下Er~(3+),Yb~(3+)共掺杂氟氧化物微晶玻璃的上转换发光

测量了Ｅｒ３＋,Ｙｂ３＋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．     

Er3+、Eu3+双掺杂LaOF荧光粉的光学性能研究及防伪应用

有机发光材料可能对人体或环境造成影响,除此之外还有生产成本高、发光易淬灭、发光强度与颜色不易于控制的缺点,因此探索性能优越的稀土发光材料并寻找其应用价值是具有重要意义的。本文基于水热辅助固相法制备出Er³⁺、Eu³⁺离子共掺杂LaOF荧光粉,通过X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和荧光分析仪对不同Er³⁺掺杂浓度下的LaOF∶Eu³⁺荧光粉体的相组成、粒径尺寸、形貌及荧光光谱进行表征与分析。结果表明：在900℃的温度下煅烧,物相由前驱体LaF₃转变为四方相LaOF,且随着Er³⁺掺杂浓度的升高,在365 nm与393 nm波长激发下均呈现出多色可调谐的发光特性,其中365 nm激发下呈现自橙色光向黄色光的转变,而在393 nm光辐射下则由橙色光向品红色光过渡。将Er³⁺、Eu³⁺共掺杂LaOF荧光粉制成...     

白色荧光粉Gd2(MoO4)3:Dy3+,Tm3+的制备及发光性能

采用高温固相法合成了一系列Gd₂(MoO₄)₃:D y³⁺, Tm³⁺白色荧光粉。通过XRD衍射、荧光光谱分析对荧光粉的物相结构以及发光性能进 行了研究,且通过色坐标监测样品的发 光颜色。发射光谱显示荧光粉Gd2－x(MoO₄)₃:xDy 3+在387nm激发下,Dy³⁺的²F₉→⁶H15/2跃 迁的蓝光发射及²F₉→⁶H13/2跃迁的黄光发射最强,随着Dy³⁺浓度增加 ,色坐标由白光向黄 光转移。在Gd₂(MoO₄)₃:Dy³⁺,Tm³⁺的发射光谱中,在361nm激发下,可以同时看到Dy³⁺的 黄光发射和Tm³⁺的蓝光发射,即Dy³⁺的²F9/2→⁶H13/2黄光 跃迁和Tm³⁺的¹D₂→³F₄蓝光跃 迁,因此,通过调节Dy³⁺,Tm³⁺的浓度可以使样品发出白光。当Dy³⁺浓 度为12%,Tm³⁺ 浓度为7～14%时,样品皆在白光区。当Dy³⁺,Tm³⁺浓度均为12%时,样品的色 坐标为(0.338,0.329 )最接近标准白光(0.33)。同时,在 Dy³⁺与Tm³⁺共掺的体系中,可以看到Tm³⁺向Dy³⁺的能量传递。     

Ag纳米颗粒对Er3+/Yb3+共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光性能的影响

采用熔融退火法制备了Er³⁺/Yb³⁺共 掺复合银(Ag)纳米颗粒的铋锗酸盐玻璃,对玻璃样品 进行物理性质、透射电镜(TEM)图像和光谱性能测试,分析了铋锗酸盐玻璃样品中Er³⁺的上转换 发光机理。研究表明:随着退火温度的增加,Ag纳米颗粒不断析出,绿光(527nm波长 )和红光(661nm波长)发光强度都得到了较大增强,在420℃时,上转换发光强度分别为未掺 杂AgCl时的4.45和4.22倍。其上转换发光增强的原因归结于Ag 纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)导致局域场电场增强和Ag⁰→Er³⁺的能量转移。     

YPO4:Dy3+,Eu3+荧光粉的水热合成及白光发射

采用水热法,合成了YPO₄:xDy³⁺,0.06Eu³⁺系列荧光粉。通过X射线衍射(XRD )、扫 描电子显微镜(SEM)、电子散射能谱(EDS)、光致发光(PL)谱和长余辉光谱,分别对样品的物 相、结构和PL进行了表征。 XRD检测表明,合成的样品属四方晶系;荧光光谱测试表明,在234nm紫外光激发下, YPO₄:xDy³⁺,0.06Eu³⁺的 发射光谱呈现Eu3+ 的⁵D₀→⁷F₁(592nm,橙光)和 ⁵D₀→ ⁷F₂(618nm,红光) 的发光峰;而在354nm的激发波长下,YPO₄:0.06Dy³⁺,0.06Eu³⁺的发射光谱 呈现Dy³⁺的4F9/2→⁶H15/2(486nm、蓝 光)和⁴F9/2→⁶H13/2(575nm、黄光)的发光 峰,以及Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁(592nm、 橙光)和⁵D₀→⁷F₂(619nm、红光 )的发光峰。对荧光 衰减谱的双参数拟合证实了Dy³⁺→Eu³⁺能量 传递的存在。色坐标图显示,在234nm紫外光激发下,YPO₄:0.05Dy ³⁺,0.06Eu3+ 是很好的近紫外光激发下的白色荧光粉。     

980nm激发下YLiF_4∶Er~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)中的能量传递过程

利用水热法合成了YLiF4∶Er3 ,Tm3 ,Yb3 ,其中Er3 、Yb3 和Tm3 的摩尔分数分别为2%、1.5%和2%。在这种共掺杂体系中,在980nm光的激发下,材料的上转换发光为白光,发光峰不仅分别位于665nm(651nm)、552nm(543)、484nm和450nm处,并在648nm处还观察到了一个发光峰,其中最强的发射为红光。蓝光主要来源于Tm3 的激发态1G4到基态3H6的跃迁,绿光来源于Er3 的4S3/2和2H11/2到基态4I15/2的跃迁,红光既来源于Tm3 的1G4→3F4的跃迁,也来源于Er3 的4F9/2→4I15/2的跃迁。不同发射对应的激发光谱略有不同,当用不同波长光激发时,得到的发光不同,由此证明了Tm3 和Er3 之间存在能量传递,并且这种能量传递增强了红光的发射,降低了绿光的发射。     

Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析

制备了新的Er3+/Yb3+共掺氟氧硅酸盐微晶玻璃,测试了荧光光谱、吸收光谱。研究了氟氧化物微晶玻璃中Er3+离子的上转换发光特性,采用Judd-Ofelt理论对样品光谱进行了分析,拟合得到了强度参数,Ω2=4.4756,Ω4=1.0059,Ω6=1.2098。计算了样品的辐射寿命、跃迁几率、荧光分支比等光谱参数。结果表明,样品通过热处理形成了氟化物微晶,降低了声子能量,提高了上转换效率。绿光、红光上转换荧光强度比玻璃样品增强约2到3倍。Judd-Ofelt理论分析表明Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃具有较高的上转换效率,是制作微型激光器和三维立体显示的优良材料之一。     

白光LED用Sr3（PO4）2∶Tb3+,Li+荧光粉的制备工艺及发光性能

采用沉淀-燃烧法结合超声波技术合成了小颗粒Sr3(PO4)2∶Tb3+荧光粉,测量了其光谱特性。在Sr3(PO4)2∶Tb3+体系中观察到Tb3+的特征发射,峰值波长分别为489,542,584,620nm,分别对应于Tb3+的5 D4→7F6、5 D4→7F5、5 D4→7F4和5 D4→7F3跃迁,其中542nm处的绿色发射最强。激发光谱由4f75d1宽带吸收(200～280nm)和4f→4f电子跃迁吸收(280～390nm和475～500nm)组成,可被近紫外发光二极管(NUV-LED)有效激发。采用R+(R=Li,Na,K)作为电荷补偿剂,结果表明:Li+作为电荷补偿剂使样品发光强度提高了31%,Na+和K+的掺入则降低了粉体在近紫外区的吸收。