铒镱共掺光纤放大器的共掺杂特性研究

研究铒与镱共掺杂光纤离子浓度和掺杂比例对光纤光谱性能的影响.EDF的吸收与铒离子掺杂浓度以及铒离子与镱的掺杂比例有关;加入镱离子可以加宽EDF的吸收带.通过研究Er3 浓度、Yb3 浓度、抽运光功率、光纤长度对放大器增益的影响,并与单掺铒光纤放大器进行了比较,表明共掺光纤的增益和效率明显高于单掺铒光纤.     

ZnWO_4:Cr~(3+)的组分和晶胞参数研究

用光谱法测定了不同掺杂浓度的ZnWO_4:Cr~(3+)体系中Cr~(3+)离子的有效分凝系数;利用X射线分析研究了不同组分的ZnWO_4:Cr~(3+)晶体的晶胞参数变化;确定在掺Cr_2O_3量为0.05％时,晶胞体积最小。     

掺Yb3+硼酸盐玻璃的浓度猝灭机理

测量了不同掺杂浓度下掺Yb3+硼酸盐玻璃的吸收光谱、荧光光谱和上转换光谱.研究了Yb3+掺杂浓度对其发光强度、荧光寿命和上转换发光的影响及浓度猝灭机理.实验结果表明Yb3+离子掺杂浓度到1 atm%时,Yb3+离子的荧光强度开始下降,出现浓度猝灭效应,Yb3+硼酸盐玻璃的浓度猝灭主要是杂质稀土离子引起的.Yb3+掺杂硼酸盐玻璃中能量从Yb3+离子向杂质稀土离子的能量转移,使Yb3+产生浓度猝灭效应.     

不同Hf浓度Hf:Ce:Fe:LiNbO3晶体居里温度和抗光损伤性能

通过单晶提拉法生长了一系列不同Hf~(4+)(2, 4, 6, 8 mol%)离子浓度的Hf:Ce:Fe:LiNbO_3晶体。为了研究不同Hf~(4+)离子掺杂浓度对Hf:Ce:Fe:LiNbO_3晶体居里温度和抗光损伤能力的影响,采用差热分析仪测量出Hf:Ce:Fe:LiNbO_3晶体差热分析曲线并且分析了晶体的居里温度变化,用光斑畸变法测量了晶体的抗光损伤能力。测试结果表明:当Hf~(4+)离子掺杂量4 mol%时居里温度提高了20℃并且达到最大值1 224℃。随着晶体中Hf~(4+)离子浓度的增加,晶体的抗光损伤能力提高。掺杂Hf~(4+)(8 mol%)离子浓度Hf:Ce:Fe:LiNbO_3晶体抗光损伤能力比掺杂Hf~(4+)(2 mol%)离子浓度Hf:Ce:Fe:LiNbO_3晶体提高了两个数量级。     

Fe3+离子掺杂对NaErF4形貌、发光性能及磁性的影响

采用简单的水热法制备一系列Fe~(3+)离子掺杂的NaErF_4微米晶。X射线衍射谱(XRD)及扫描电子显微镜图像(SEM)分析结果揭示了Fe~(3+)离子的掺杂可以有效地促进NaErF_4晶体由α+β相到β相转变。随着Fe~(3+)离子掺杂浓度的增加,上转换荧光强度在逐渐增强。同时研究了980nm激光器激发下,Yb~(3+)-Er~(3+)之间的能量传递机理。此外,Fe~(3+)的掺杂赋予NaErF_4晶体磁性特征,有效地实现了光磁双效应,有望为光磁特性的多功能材料开拓新路径。     

YbBi2单晶的合成及其X射线衍射的实验研究

利用 flux法成功合成了高纯的 Yb Bi2 单晶 .实验发现本文合成的 Yb Bi2 单晶是片状晶体 ,平均面积为 4 8mm2 ,厚度 1 mm,在常温下处于亚稳态 ,容易氧化 .利用粉末法仅有一个衍射峰可以明确判定为 Yb Bi2 的衍射峰 ;利用 Yb Bi2 单晶进行射线衍射实验 ,仅能获得 ( 0 1 0 )面的一系列衍射峰 ,其它衍射峰却很难获得 .本文首次采用了对尺度逐渐减小的晶粒进行 X射线衍射的方法 ,成功获得 Yb Bi2 的 XRD谱 .     

掺杂对一些钨青铜铌酸盐晶体结构及性能影响

研究了掺杂对钨青铜（TB）型铌酸盐晶体的结构、生长及性能的影响。使用X射线衍射技术研究了掺铬铌酸锶钡晶体的晶格常数。在TB型铌酸盐晶体的合成中，掺杂实际是晶体分子设计的一部分。TB型铌酸盐晶体中掺杂离子的占位及数量与晶体中阳离子的种类及组成是密切相关的。     

Yb：NaY(WO4)2激光晶体生长工艺研究

掺镱钨酸钇钠[分子式:Yb:NaY(WO4)2，简称Yb:NYW]是一种性能优良的激光晶体.本文采用提拉法生长出四方晶系白钨矿结构的Yb:NYW晶体,尺寸为 20mm×20mm.对生长的晶体中存在的开裂现象进行了研究,从理论上讨论了晶体中的热应力和热应变与晶体尺寸、温度梯度、提拉速度和转速等生长工艺参数之间的关系.实验研究发现,晶体开裂与生长速度过快、转速过大、晶体冷却速率过快所造成的热应力有关.并给出了制备无开裂优质Yb: NYW晶体的最佳生长工艺参数.     

铟掺杂近化学计量比铌酸锂单晶的缺陷结构

为了探讨抗光损伤介质在近化学计量比铌酸锂晶体中的占位机制,采用顶部籽晶助熔剂方法(TSSG)生长了不同铟含量的近化学计量比铌酸锂(In:SLN)晶体,利用X射线衍射、差热分析,紫外-可见吸收光谱及红外光谱测试并研究了晶体中的缺陷结构变化规律。分析发现在近化学计量比铌酸锂晶体中,In2O3的阈值浓度介于1%~1.5%。缺陷结构研究表明,当In2O3掺杂量低于阈值浓度时,In3+离子优先取代Nb4+Li,形成In2+Li离子;当In2O3掺杂浓度高于阈值浓度时,In3+离子开始同时占据正常的Li与Nb位,形成In2+Li-In2-Nb电荷自补偿结构。     

Yb:YAG激光晶体生长与开裂分析

按3:5的化学计量比进行配料及合成,得到了YAG相的高纯原料;采用Cz法生长了掺杂浓度为5%的Yb:YAG晶体,对晶体的生长工艺进行了研究,如温场结构对晶体生长的影响;并分析了Yb:YAG 晶体开裂的影响因素.     

Er~（3＋）/Yb~（3＋）共掺氟磷酸钙纳米微晶玻璃的高效近红外发光性质研究（英文）

本文制备了Er3＋/Yb3＋共掺的透明氟磷酸钙纳米微晶玻璃,并对其近红外发光性质进行了研究。样品经过热处理后,经X射线衍射和透射电镜测试发现：玻璃基质中均匀地析出了20 nm左右的Ca5（PO4）3F晶体,并且稀土离子进入到了析出的纳米晶相中.同热处理之前的样品相比,在808 nm和980 nm激光的激发下,Er3＋/Yb3＋共掺的微晶玻璃在1.54μm处产生很强的近红外发光,其半高宽高达75 nm.另外,我们对微晶玻璃的近红外发光与Er3＋和Yb3＋浓度的关系进行了研究.由于其具有高效的近红外发光,表明Er3＋/Yb3＋共掺的氟磷酸钙纳米微晶玻璃是一种潜在的激光和光放大材料.     

Yb:ZW单晶生长缺陷和光谱性能

采用丘克拉斯基法生长了３块名义掺杂浓度分别为０．０５％、０．５％、１％的ＺｎＷＯ４：Ｙｂ３＋晶体,根据Ｘ射线粉末衍射数据计算了晶胞参数,由密度实验确定了Ｙｂ３＋是以置换Ｚｎ２＋离子的方式进入晶格．观察了组分过冷和位错蚀坑,研究了不同掺杂浓度晶体的（０１０）晶面上的位错类型、连接方式,计算了位错密度．发现随着掺杂浓度的增加,位错密度也增大,必须控制合理的生长工艺条件以减少位错密度,提高晶体质量．对晶体的吸收光谱进行了测试,并对晶体的激光性能进行了讨论．     

提拉法生长Yb:YAG晶体及其性能表征

用中频感应加热提拉法生长制备了不同掺杂浓度的Yb:YAG晶体.对晶体样品进行了吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命测试,研究了退火工艺对于色心和晶体光谱特性的影响.     

Zn2+浓度对Zn∶ Ce∶ Cu∶ LiNbO3晶体缺陷结构的影响

采用单晶提拉法生长了不同Zn~(2+)(1,3,5,7 mol%)离子浓度的Zn:Ce:Cu:LiNbO_3单晶,为了研究Zn~(2+)离子浓度对Zn:Ce:Cu:LiNbO_3单晶缺陷结构的影响,采用光致散射光强阈值方法来测定晶体的抗光损伤能力,用电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)测试Zn:Ce:Cu:LiNbO_3晶体中不同掺杂离子的有效分凝系数。试验结果表明:随着晶体中掺杂Zn~(2+)离子浓度的增加,晶体的抗光损伤能力增强,Zn~(2+)离子分凝系数随着晶体中Zn~(2+)浓度增加呈现先升高后降低的趋势,在Zn~(2+)浓度为5 mol%时达到最高点;Ce~(3+)和Cu~(2+)离子的分凝系数随着Zn~(2+)离子浓度的增加逐渐降低,结合LiNbO_3晶体的占位机制和锂空位缺陷解释了相关实验结果。     

Yb：GGG激光陶瓷纳米粉体的合成

采用溶胶-凝胶燃烧法合成了掺镱钆镓石榴石陶瓷粉体（Yb：GGG）,利用X射线粉末衍射、热重差热、红外光谱、扫描电镜等测试技术,对Yb：GGG粉体的物相结构、热稳定性、粒度及形貌进行了分析.结果表明：所合成粉体为GGG相,在900℃煅烧8 h后,转换成纯的GGG纳米粉体,所得的粉体样品分散性好、颗粒度小、粒径均匀,颗粒尺...     

Er3+-Yb3+共掺钡镓锗玻璃上转换发光研究

研究了Er3+-Yb3+共掺钡镓锗玻璃的吸收光谱和上转换光谱.分析了Yb3+离子浓度变化对玻璃光谱性能及对稀土离子间能量转移效率的影响,探讨了铒镱共掺钡镓锗玻璃的上转换发光机制.结果表明玻璃的紫外截止波长在280 nm附近.采980 nm LD激发玻璃样品,在室温下观察到强烈的上转换绿光和红光发射.随着Yb3+离子浓度的增加,上转换红光和绿光发射均增强,而Yb3+对Er3+离子的能量转移效率呈先升高后降低的趋势.当Yb3+浓度为3 mol%时,Yb3+-Er3+的能量转移效率达到最大值83%.能量分析表明980 nmLD激发产生的上转换绿光主要源于Er3+离子4I11/2能级和Yb3+离子2F5/2能级之间的能量转移过程;而红光发射主要源于Er3+离子4I13/2能级与Yb3+离子2F5/2能级之间的能量转移过程.     

Tm，Yb：NaGd（WO4）2激光晶体生长及光谱性能

采用中频感应提拉法,生长铥镱共掺钨酸钆钠[Tm,Yb：NaGd（WO4）2,Tm,Yb：NGW]激光晶体;讨论了Tm, Yb：NaGd（WO4）2晶体生长工艺参数,获得了合适的晶体生长工艺参数：拉速1~2mm/h,转速20~22r/min,降温速率10℃/h。研究了Tm,Yb：NaGd（WO4）2晶体的荧光光谱。结果表明,在980nm激光的激发下,该晶体在1031mm、1772nm附近获得了较强的荧光发射,分别对应于Yb3+离子的2F5/2→2F7/2能级跃迁以及Tm3+离子的3F4→3H6能级跃迁,1772nm处的半高宽为72nm左右。     

可控合成自组装NaYbF_4:Er的研究

采用水热法制备了Er~(3+)掺杂的NaYbF_4上转换发光材料,X射线衍射结果表明,Er~(3+)掺杂没有改变产物的NaYbF_4晶相,EDS图发现该晶体主要成分是Na、Yb和F,同时还发现了Er,说明晶体中成功掺进了Er元素。SEM分析发现产物为圆盘状结构并且没有严重的团聚现象,晶体尺寸均匀。上转换发光光谱图出现了三个比较明显的发光峰,其发光中心分别位于525nm、540nm和660nm,其中660nm处最强。红光强于绿光主要是因为在高浓度Yb~(3+)的作用下Er~(3+)发生了交叉弛豫。     

碱土金属掺杂对BiFeO3陶瓷多铁性的影响

为了探究碱土金属离子掺杂对BiFeO3陶瓷多铁性的影响,采用固相法成功制备了BiFeO3以及Bi0.9 A0.1 FeO3(A=Ca、Sr、Ba)陶瓷,并对其铁电、铁磁等性能进行了研究.X射线衍射结果表明:晶体均为六方钙钛矿结构,空间群为R3 c,晶胞参数随掺杂离子半径的增大呈现先增大后减小的现象.电学性能测试发现:Bi0.9 A0.1 FeO3陶瓷的铁电极化值和漏电流密度均随着掺杂离子半径的增大而增大.结合X射线光电子谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)铁离子价态分析表明:Bi0.9 A0.1 FeO3陶瓷铁电性会受掺杂带来的结构畸变和氧空位浓度变化的双重作用的影响.BFO、BCFO、BSFO和BBFO陶瓷的磁化强度依次增大,磁场强度为14 T时磁化强度分别为0.150、0.356、0.497和0.995 emu/g,其铁磁性随掺杂离子半径增大而增强,这与掺杂造成的结构畸变以及铁离子变价有关.     

稀土掺杂纳米材料的制备及研究

实验以聚乙二醇为络合剂,采用水热法制备了发光性能优越的稀土离子掺杂的Ba WO4纳米晶.研究了不同pH值、反应温度和时间对样品的影响,为确定最佳制备工艺.设计多组平行实验以观察发光特性的区别.并通过对平行实验结果的分析研究达到对掺杂方案、实验方法的最终确定,分析中运用X射线衍射仪、扫描电镜等对制备的样品形貌结构进行了表征,通过对样品结构进行分析来实现对发光效能的差异做出解释,并最终获得最优实验方案.当pH=9,晶化温度为200℃,晶化时间为12 h.Yb3+/Tm3+为7 1,Tm3+离子浓度为1.0 mol%时,样品的发光效果最佳.