掺Er~(3+)碲硼酸盐玻璃1.53μm波段荧光强度提高研究

用高温熔融法制备了系列70TeO2-(25-x)B2O3-xGeO2-5Na2O(x=5,10,15和20 mol%)掺Er3+碲硼酸盐玻璃。为提高1.53μm波段的荧光发射强度,测试了玻璃样品的吸收光谱、红外透射谱、1.53μm波段荧光谱及4I13/2能级Er3+荧光寿命,结合Judd-Ofelt(J-O)理论分析了Er3+光谱特性随玻璃组分含量的变化,进而研究了玻璃中OH基对1.53μm波段荧光强度的影响。结果表明,碲硼酸盐玻璃具有较好的宽带荧光谱特性,其有效带宽大于72 nm;随着玻璃中GeO2逐步替代B2O3,1.53μm波段荧光强度相应提高。同时,通过O2鼓泡除水处理,能减少玻璃中OH基含量并减弱4I13/2能级上Er3+到OH基的无辐射能量传递,从而进一步提高了Er3+荧光寿命和1.53μm波段荧光强度。     

Ce3+/Er3+/Yb3+共掺锑硅酸盐玻璃的光谱性质

研究了能量接受离子Ce3+时Er3+离子上转换荧光强度以及1.5 μm荧光特性的影响.根据Ce3+和Er3+离子的能级结构按能量匹配原理对Er3+/Yb3+/Ce3+共掺杂的锑硅酸盐玻璃中稀土离子间的能量转移机制进行了分析.分析表明,Er3+离子在4I11/2能级上通过无辐射驰豫将能量传递给Ce3+离子,使Ce3+离子由基态2F5/2能级跃迁至2F7/2能级,而Er3+离子则由4I11/2能级无辐射跃迁至4I13/2能级,从而有效降低锑硅酸盐玻璃中Er3+的上转换发光.实验结果显示,当Er3+浓度为1.81×10-20 cm-3时,Ce3+的最佳掺杂浓度为1.08×10-20 cm-3,此时Ce3+的引入不仅可以降低上转换发光,而且有效提高Er3+离子在1.5 μm的荧光强度和4I13/2能级荧光寿命.     

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.     

Ce~(3+)和Yb~(3+)对Er~(3+)掺杂Ga_2O_3-GeO_2-Na_2O玻璃发光性能影响

研究了Er3+/Yb3+/Ce3+掺杂15Ga2O3-75GeO2-10Na2O玻璃的热稳定性和光谱特性,讨论了Yb3+和Ce3+的引入对Er3+的可见及1.5-μm发光性能的影响。分析发现:在Er3+单掺的样品中引入Yb3+极大地提高了Er3+对980 nm光的吸收,同时增强了1.5-μm和上转换发光强度。Ce3+的引入,通过能量传递Er3+(4I11/2)+Ce3+(2F5/2)→Er3+(4I13/2)+Ce3+(2F7/2),提高了1.5-μm发光并抑制了其上转换发光。优化Yb3+掺杂浓度在Yb2O3/CeO2摩尔比为3∶1左右。     

Ce~(3+)和Yb~(3+)对Er~(3+)掺杂铋镓铅锗玻璃光谱性质影响

研究了掺杂Ce3+和Yb3+对Er3+掺杂20Bi2O3-15Ga2O3-45PbO-20GeO2玻璃1.5μm波段荧光和可见上转换发光性能的影响,分析了Ce3+、Yb3+离子和Er3+离子间的能量传递过程。结果表明:Yb3+离子掺杂在提高Er3+离子1.5μm波段荧光强度的同时,也显著增强了可见上转换红、绿光发射强度。在Yb3+/Er3+共掺杂玻璃中引入Ce3+离子,有效抑制了可见上转换发光,进一步增强了Er3+离子1.5μm波段荧光。     

Tm3+掺杂GeO2-AlF3-Li2O-BaF2-La2O3玻璃的光谱特性

用高温熔融法制备了不同TM3+浓度掺杂的65GeO2-12AlF3-8Li2O-10BaF2-5La2O3-Xtm2o3(x=0.5 mol%,1.0 mol%,2.0 mol%,4.0 mol%,6.0 mol%)玻璃.从吸收光谱特性出发,根据Judd_Ofelt理论,计算得到了TM3+离子的J-O强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及TM3+离子各激发能级的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.在808 nm波长的激发下,研究了不同TM3+掺杂浓度下玻璃在～1.47μm与～1.8μm处的荧光特性,在掺杂浓度约达到1.0 mol%时,在1.8 μm处的荧光强度达最大,然后随着掺杂浓度的增大,其荧光强度反而降低.作者从TM3+的交叉驰豫与浓度猝灭效应解释了这一荧光强度变化的过程.     

掺Er^3＋镓磷酸盐玻璃的光学性质

利用熔融淬火法制备了摩尔分数为40．8Ga2O3-58．0NaPO3-1．2Er2O3掺Er^3＋镓磷酸盐玻璃,测试并研究了样品中Er^3＋的吸收光谱、1．5μm发射光谱,根据Judd-Ofelt理论计算了Er^3＋离子强度参量Ωt（t=2,4,6）及自发辐射概率、荧光分支比、自发辐射寿命．结果表明,Er3＋1．5μm发射光谱半峰全宽达到40nm．同时,利用McCumber方法计算了Er^3＋4 I13／2→^4I15／2跃迁的受激发射截面,峰值达到6．10×10^-21cm^2,测定了Er^3＋4I13／2能级荧光寿命为4．88ms,^4I13／2能级量子效率为56．3％．     

掺Dy3+的Ge-Ga-S玻璃上转换发光性质的研究

采用熔融-猝冷法制备了Dy3+掺杂的Ge-Ga-S玻璃样品,用差热分析法分析了玻璃的热学稳定性,研究了该玻璃样品的吸收光谱性质.应用Judd-Ofelt理论计算了Dy3+的振子强度、自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参数,并拟合了相应的强度参数Ωt(t = 2,4,6).探讨了862 nm波长激发下玻璃上转换发光的机理,以及掺杂离子浓度与上转换发光强度的关系.结果表明862nm激光泵浦掺杂0.5 wt% Dy3+的玻璃样品,可以观察到很强的576 nm的黄光,对应于Dy3+4F9/2→6H13/2的跃迁.     

Ho3+/Tm3+掺杂氟磷酸盐玻璃的研究

氟磷酸盐玻璃具有声子能量低、离子键性强、稀土离子掺杂浓度高、发光效率高等优点.采用正交设计法确定氟磷酸盐玻璃的配方为44KH2PO4-40AlF3·3.5H2O-10BaF2-0.1Nb2O5,并采用该配方为基质制备了稀土Ho3+、TM3+掺杂的氟磷酸盐玻璃,通过差热分析研究了该玻璃的形成过程;研究了Ho3+、TM3+的掺杂量和Ho3+、TM3+在该玻璃中的能级结构,测试了玻璃样品的吸收光谱,结果表明稀土掺杂的样品在416 nm、448 nm、537 nm、641 nm、684 nm、791 nm和1 035 nm处有明显的吸收峰,当稀土离子Ho3+、TM3+的掺杂量为0.3mol%和1.5mol%时,稀土离子的特征吸收相对最强.     

Yb3+掺杂氟磷玻璃光谱激光性能研究

采用高温熔融法制备了一种新的Yb3+掺杂氟磷玻璃(AFG),测量了该玻璃的折射率nd(1.570 5)及Yb3+离子2F5/2能级的荧光寿命τf(1.80ms),测试了它的吸收光谱、荧光光谱及析晶稳定性能,应用倒易法计算了Yb3+的受激发射截面可达0.928 pm2,增益系数可达1.670 4 pm2ms.得到了较为理想的激光性能参数激发态最小粒子数为0.194 1,饱和抽运强度为6.197 5 kW/cm2,最小抽运强度为1.202 9 kW/cm2.研究结果表明该AFG玻璃的部分光谱激光性能优于其他Yb3+掺杂基质玻璃,是实现超短脉冲激光输出的优良基质材料.     

掺Tm3+锗酸盐玻璃的光谱参数计算

用高温熔融法制备了TM3+ (0.5mol%)离子掺杂65GeO2-8Li2O-5La2O3-10BaO-12Ga2O3和65GeO2-8Li2O-5La2O3-10BaF2-12AlF3 (摩尔分数)玻璃,并测试了玻璃的吸收光谱和折射率与密度等参数.根据吸收特性及测得的一些物化参数,应用Judd-Ofelt理论计算了TM3+离子在上述玻璃中的强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及TM3+各能级的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.     

Gd2O2S:Yb3+,Ho3+上转换发光材料的制备与表征

采用高温固相法制备了Gd2O2S:Yb3+,Ho3+上转换发光材料,并研究了激活剂Ho3+和敏化剂Yb3+之间配比、烧结的温度和烧结时间对上转换发光材料发光性能的影响,得到了最佳离子配比、烧结时间与烧结温度,用XRD、SEM、荧光光谱等对样品进行了表征.采用快进快出的制备工艺,得到的上转换发光材料尺寸约为4μm,粒度均一,具有明显的六方晶形.Gd2O2S:Yb3+,Ho3+在Ho3+/Yb3+摩尔掺杂比为0.5:18,1150℃条件下烧结2h时,发光最强.该粉体在980nm红外光照射下发出耀眼的绿光,光谱峰值位于544nm和548nm两个发射峰,对应于Ho3+离子的5F4,5S2→5I8跃迁.在1064nm红外光照射下,光谱峰值位于548nm处的主峰,对应于Ho3+离子的5S2→5I8跃迁.     

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.     

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。     

Er2O3和La2O3含量对掺Er溶胶-凝胶石英玻璃光谱性能的影响研究

采用溶胶-凝胶法结合高温烧结制备了掺杂不同Er³⁺离子摩尔分数的石英玻璃和0.5%Er₂O₃和不同La³⁺离子摩尔分数共掺杂的石英玻璃。通过1.5μm的荧光光谱发现,Er/Al共掺杂石英玻璃的最佳Er₂O₃掺杂摩尔分数为0.5%。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了Al³⁺、La³⁺和Er³⁺共掺杂石英玻璃的结构,并通过吸收光谱和荧光光谱分析了其光谱特性。结果表明,La₂O₃可以解聚玻璃网络,从而起到网络改性剂的作用。利用Er³⁺掺杂玻璃的吸收光谱计算出了Judd-Ofelt参数,进而预测了La₂O₃含量的影响。随着La³⁺离子掺杂量的增加,样品的荧光强度、荧光寿命和σ_ems×τ_f增加。这些结果表明,La/Al/E...     

掺铒氟氧化物透明玻璃陶瓷结构及光学性能研究

采用高温熔融及热处理工艺,制备了透明度良好的Er3+离子掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷,并研究了不同Er3+离子掺杂浓度下,玻璃陶瓷微晶结构、紫外-可见波段吸收光谱、近红外发射光谱的变化.结果表明随着Er3+浓度的增加,玻璃陶瓷中的微晶相β-PbF2晶格常数减小;紫外-可见波段吸收光谱中超灵敏跃迁4I15/2→4G11/2和4I15/2→2G11/2的强度增强;同时1.53μm处近红外发射峰的半高宽增大.此外,还进行了上转换发射光谱的测试,结果表明经过热处理后,玻璃陶瓷的上转换峰要大大强于原先未经热处理的玻璃样品.     

共掺Tb,Gd偏硅酸钙(CaSiO3)的发光性质

采用高温固要反就法合成出单掺Tb和共掺杂Tb,Gd的CaSiO3多晶粉末样品，研究了其发光性质。在365mm下激发CaSiO3:Tb在可见光区具有由^5D4-^7F6跃迁引起的蓝光发射和由^5D4-^7F5跃迁引起的绿光发射，随着Tb^3 离子浓度的增加^5D3能级发生猝灭而增加^5D4能级的发射。共掺杂样品由于Gd^3 离子的加入，极大的提高了Tb^3 的发光强度，由于能级匹配，Gd^3 离子通过无辐射共振能量传递敏化Tb^3 的变化。     

Er3+/Ce3+共掺Bi2O3-B2O3-SiO2玻璃光谱性质研究

制备了玻璃组分Er3+ /Ce3+ 共掺15SiO2-(85-X)Bi2O3-XB2O3-1 wt% Er2O3-Ywt.%CeO2 (X=0, 5,10, 15,20, Y=0,2 ) 系列样品;测试了样品的物理性质和光谱性质;应用Judd-Ofelt理论和Weber理论分析了玻璃中Er3+,Ce3+离子间声子辅助能量转移(PAT)效率和及其影响因素,讨论玻璃基质中B2O3含量改变引起的声子能量变化对Er3+离子荧光发射特性的影响,同时研究Ce3+ 的掺入对Er3+ 掺杂的铋硼硅酸盐光谱性质的影响.结果表明在特定的B2O3 和合适的Ce3+掺杂浓度时,Er3+ 4I11/2→413/2 与 Ce3+ 2F5/2→2F7/2之间的声子辅助能量转移(PAT)率出现一个峰值,与玻璃基质中所测得的声子能量最佳值相匹配,验证声子辅助下的Er3+/Ce3+间能量转移的有效性.提高Er3+离子Er3+ 4I11/2→413/2能级跃迁中的驰豫率,进而提高Er3+在1.5 μm波段的荧光发射特性.     

Er3+单掺与Er3+/Yb3+双掺重金属氟氧化物玻璃的光谱性质

用高温熔融法制备了Er3+单掺与Er3+/Yb3+双掺重金属氟氧化物玻璃,研究了玻璃样品的热稳定性,测试了不同浓度掺杂下Er3+离子的吸收光谱、荧光光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了各样品的强度参数Ωt (t=2,4,6),计算了理论振子强度、实验振子强度、自发跃迁几率、荧光分支比及辐射寿命,由荧光光谱计算了荧光半高宽,分析了Er3+离子掺杂浓度对其光谱特性的影响.     

掺Yb~(3+)离子透明氟氧微晶玻璃的光谱性质

采用传统熔体冷却技术及微晶化热处理工艺制备了掺Yb3+离子的NaF-CaF2-Al2O3-SiO2体系透明氟氧化物微晶玻璃。通过XRD、TEM、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命等测试,确定了微晶玻璃中的微晶体类型和分布,计算了Yb3+离子的吸收截面、受激发射截面、激发态最小粒子数(βmin)、饱和泵浦强度(Isat)、最小泵浦强度(Imin)等激光参数,研究了Yb3+浓度对NaF-CaF2-Al2O3-SiO2体系透明氟氧微晶玻璃光谱性质的影响。结果表明,随着Yb3+离子浓度的增加,由于Yb3+的浓度猝灭效应,使其吸收截面和受激发射截面减小;在荧光捕获和荧光猝灭效应的双重作用下,荧光寿命随Yb3+浓度的增加呈现先增大后减小的变化趋势。当Yb3+摩尔浓度为1%时,微晶玻璃试样的光谱和激光性能最优:吸收截面为2.68 pm2,受激发射截面为5.71 pm2,荧光寿命为1.32 ms。