PbO对Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃三基色上转换发光的影响

用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃,在TeO2-ZnO-La2O3玻璃组分的基础上,引入声子能量较低的PbO,研究了PbO对基质样品拉曼光谱以及Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺样品上转换发光光谱的影响.结果表明,随着PbO含量的增加,样品的最大声子能量下降比较明显,同时样品的声子态密度也有减小趋势;在975nm波长激光二极管(LD)激励下,随着PbO含量的增加,Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺样品上转换蓝光(480nm)、绿光(546nm)和红光(662nm)的发光强度都有明显增强,且PbO的引入对上转换蓝光发光强度的影响要大于其对绿光和红光的影响.     

Al3+/Yb3+/P5+掺杂对石英玻璃紫外透过和紫外激发荧光的影响

采用溶胶-凝胶法结合高温真空烧结工艺制备了不同浓度的Al³⁺/Yb³⁺/P⁵⁺掺杂石英玻璃。研究了P⁵⁺和Al³⁺的引入对Yb³⁺掺杂石英玻璃紫外透过和紫外激发荧光光谱, 以及Yb4d电子结合能的影响, 并初步探索了其机理。研究结果表明, Al³⁺/Yb³⁺/P⁵⁺掺杂石英玻璃在190~300 nm波段的吸收主要来源于O^2-→Yb³⁺的电荷迁移吸收, 其谱带位置和Yb4d电子结合能随Yb³⁺的第二配位元素(Al、Si、P)电负性增大向高能方向移动。真空烧结条件下, 引入Al³⁺会引发石英玻璃中Yb³⁺还原为Yb²⁺, 其典型的吸收峰位于330 nm处; 然而, 在Al³⁺/Yb³⁺共掺的基础上再引入P⁵⁺, 且P⁵⁺/Al³⁺摩尔比大于1时, 可以有效抑制Yb²⁺的形成。紫外光激发引起的近红外发光(976 nm)是电子从电荷迁移态弛豫到Yb³⁺激发态向基态跃迁的结果, 可见发光(525 nm)归因于Yb²⁺的5d→4f跃迁。本文研究结果对通过优化工艺和调整组分制备出高性能的Yb³⁺掺杂光纤具有一定的指导意义。     

多巴胺-Fe3+/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

将多巴胺(DOPA)和Fe~(3+)的动态可逆配位键引入到高分子材料中,是制备具有自修复性能高分子材料的有效方法。利用碳纳米管(CNT)表面包覆的DOPA与Fe~(3+)之间的配位作用,制备出具有自修复性能的复合材料。结果表明:Fe~(3+)与DOPA可形成3种配位结构,其中三配位复合材料的力学强度最高可达4.3MPa。另外,DOPA与Fe~(3+)的配位结构及DOPA含量都会影响复合材料的修复性能。随DOPA含量增加,复合材料中配位键含量提高,修复后强度可达1.2MPa。     

Er3+/Tm3+共掺光纤放大器的模型和增益特性

基于Er/Tm共掺石英光纤的能级跃迁及能量转移特性,建立了Er3 /Tm3 共掺石英光纤放大器的理论模型。采用离散算法,计算了自发辐射输出功率谱和放大器的信号增益。结果表明,依据模型计算的正向自发辐射输出功率谱与实验结果基本一致;输出信号的3dB增益带宽随不同的光纤长度和泵浦功率而变化;当输入的泵浦功率为0.2W,信号功率为1μW时,Er3 /Tm3 共掺石英光纤放大器的3dB带宽可达到110nm。     

Spectroscopic properties of Tm3+/Al3+ co-doped sol–gel silica glass

Tm³⁺/Al³⁺ co-doped silica glass was prepared by sol–gel method combined with high temperature sintering. Glasses with compositions of xTm₂O₃–15xAl₂O₃–(100 − 16x) SiO₂ (in mol%, x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.8 and 1.0) were prepared. The high thulium doped silica glass was realized. Their spectroscopic parameters were calculated and analyzed by Judd–Ofelt theory. Large absorption cross section (4.65 × 10⁻²¹ cm² at 1668 nm) and stimulated emission cross section (6.00 × 10⁻²¹ cm² at 1812 nm), as well as low hydroxyl content (0.180 cm⁻¹), long fluorescence lifetime (834 μs at 1800 nm), large σ_em × τ_rad (30.05 × 10⁻²¹ cm² ms) and large relative intensity ratio of the 1.8 μm (³F₄ → ³H₆) to 1.46 (³H₄ → ³F₄) emissions (90.33) are achieved in this Tm³⁺/Al³⁺ co-doped silica glasses. According to emission characteristics, the optimum thulium doping concentration is around 0.8 mol%. The cross relaxation (CR) between ground and excited states of Tm³⁺ ions was used to explain the optimum thulium doping concentration. These results suggest that the sol–gel method is an effective way to prepare Tm³⁺ doped silica glass with high Tm³⁺ doping and prospective spectroscopic properties.     

Pr3+/Yb3+ 共掺氟锆酸盐玻璃的热分析

在对不同ＰｂＦ２呈的Ｐｒ＾３＋／Ｙｂ＾３＋共拓的ＺＢＬＡＰＮ玻璃的差热分析后同烧结发现含ＰｂＦ２大于４．５％后，差热曲线上的析晶峰出现分裂，经扫描电镜分析，含铜量高的玻璃中出现了分相，各相所含铅量不同，这引起玻璃热稳定下降。     

Fe3+/Bi3+对纯相BiFeO3薄膜的影响及生长机理研究

以Bi(NO3)3·5H2O,Fe(NO3)3·9H2O为原料,柠檬酸为螯合剂,用液相自组装法,在ITO玻璃基片上制备了纯相BiFeO3薄膜.研究了前驱液中Fe3+/Bi3+摩尔比对BiFeO3薄膜的影响.利用XRD,EDS,XPS,FE-SEM和FT-IR等测试手段对BiFeO3薄膜进行了表征.结果表明,由于柠檬酸对...     

Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的成分优化

利用980 nm泵浦光激发下Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的粒子数速率方程,研究了稀土离子掺杂浓度对Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器光学增益的影响.在此模型中,充分考虑到受激吸收、受激发射、自发辐射、能量转移等过程,揭示了稀土离子掺杂浓度和光学增益之间的紧密关系.结果表明,适量Yb3+的共掺杂能够显著提高Al2O3光波导放大器的光学增益.光波导放大器中Er3+/Yb3+的最佳共掺杂浓度不是固定值,受到泵浦功率、光波导放大器长度等因素影响,揭示了各有关报道中最佳掺杂浓度结果不一致的原因.     

高功率双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器的动态响应

基于速率方程的离散算法,分析了双包层Er3 /Yb3 共掺光纤放大器的动态响应,显示了输出功率和增益的动态特征。当单个脉冲注入放大器时,输出脉冲的峰值功率不仅依赖于输入脉冲的峰值功率,而且依赖于泵浦功率;当脉冲序列注入时,输出脉冲的功率和增益最终将收敛于它们的稳态值。在双信道情况下,输入脉冲重叠时的输出功率和增益变得更陡峭。在连续波泵浦下,反向自发辐射输出功率(ASE-)首先快速地增加到峰值功率,然后单调下降到稳态值;在脉冲波泵浦下,反向自发辐射输出功率(ASE )与光纤长度成反比,而ASE-与光纤长度成正比。     

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。     

水热法制备Fe3+/TiO2复合粒子的最佳工艺条件

以TiO2粉体为前驱体,采用水热法制备了Fe3+/TiO2复合粒子,并利用正交实验研究反应温度、掺铁量、反应时间、烧结温度和NaOH浓度对水热法制备Fe3+/TiO2复合粒子粒径大小的影响.利用透射电镜(TEM)、能量色散型X射线光谱仪(EDX)和X射线衍射仪(XRD)等对产物进行了表征.结果表明水热法制备Fe3+/TiO2复合粒子的最佳工艺条件为:NaOH溶液浓度为7mol/L,掺铁量为7％(摩尔分数),反应温度为170℃,反应时间为6h,烧结温度为400℃.     

Er3+/Yb3+共掺氟硅酸盐玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为

本文报道了一类组成为50SiO2-10Al2O3-20ZnF2-20SrF2-3YbF3-0.05ErF3(mol%)的氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为。XRD和TEM分析结果显示,玻璃陶瓷中均匀分布有尺度10~40nm的SrF2析晶相。光谱研究表明,玻璃陶瓷在Er3+激发峰波长377nm激发下存在Er3+向Yb3+的有效能量传递,可实现包括量子剪裁效应在内的波长变换功能。随着热处理温度的升高,玻璃陶瓷的近红外977nm发光逐渐增强,荧光寿命显著增长。     

Upconversion luminescence in Tm3+/Yb3+ co-doped double-clad silica fibers under 980 nm cladding pumping

An investigation is reported of the visible and near-infrared upconversions in Tm³⁺/Yb³⁺ co-doped double-clad silica fibers (TYDFs) under excitation at 980?nm. The TYDFs used were fabricated using the modified chemical vapor deposition (MCVD) and solution doping techniques. Three distinct upconversion luminescences were observed at wavelengths of 482, 649 and 816?nm and their intensities found to increase with Yb³⁺ concentration. The intensity of blue and red fluorescence bands at 482 and 649?nm were found to be the highest with LTY-8 fiber, which had Tm³⁺ and Yb³⁺ concentrations of 5.6?×?10¹⁹ and 15.5?×?10¹⁹ ions/cc, respectively. The upconversion luminescence intensity was also observed to decrease with an increase in temperature. The main emission switched from 482?nm to 816?nm as the temperature increased above 200°C.     

Upconversion emission in antimony–germanate double-clad optical fiber co-doped with Yb3+/Tm3+ ions

In the paper upconversion luminescence properties in Yb³⁺/Tm³⁺ co-doped antimony–germanate glass and double-clad optical fiber were studied. The concentration of lanthanides, which has shown the highest upconversion emission intensity at 478 nm (¹G₄ → ³H₆) and 650 nm (¹G₄ → ³F₄), is 1Yb₂O₃/0.1Tm₂O₃ (mol%) as a result of exciting with a laser diode (976 nm). The lifetime of ²F_5/2 (Yb³⁺) level decreases from 781 μs to 71 μs in the presence of Tm³⁺ 0.1–0.75 mol% respectively. Luminescence decay curve of glass co-doped with 1Yb₂O₃/0.75Tm₂O₃ suggests donor–donor fast migration followed by Tm³⁺ → Yb³⁺ energy transfer. Glass characterized by highest intensity of upconversion luminescence (1Yb₂O₃/0.1Tm₂O₃ mol%) was used as core of double-clad optical fiber made by modified rod-in-tube method. Mechanisms influencing differences in upconversion amplified spontaneous emission of the fabricated optical fiber and bulk glass were discussed. Reabsorption of the amplified spontaneous emission signal along the fibre resulting from Tm³⁺:³H₆ → ¹G₄, transition was observed.     

OH- 对 Tm3+/Yb3+ 共掺碲酸盐玻璃上转换发光的影响

研究了Tm3 /Yb3 共掺碲酸盐玻璃的Raman光谱、红外光谱和上转换发光光谱,分析了OH-对Tm3 上转换发光的影响。结果表明,氧氯碲酸盐玻璃的声子能量高于氧氟碲酸盐玻璃的声子能量,但是Tm3 /Yb3 共掺氧氟碲酸盐玻璃的上转换发光强度高于Tm3 /Yb3 共掺氧氯碲酸盐玻璃。分析认为这主要是由于OH-的影响,在氧氟碲酸盐玻璃中OH-的浓度较低,导致Tm3 的荧光寿命高,从而提高Tm3 的上转换发光。在一定程度上,OH-对Tm3 上转换发光的影响大于声子能量对Tm3 上转换发光的影响。研究结果有助于进一步提高Tm3 的发光效率。     

磁场对制备Fe3+/TiO2光催化剂结构和性能的影响

研究了在磁场条件下制备Fe3 /TiO2光催化剂,考察了磁场对材料的结构及性能的影响.用紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验研究了磁场条件下对所制备的掺铁二氧化钛的光催化效率影响.用FI-IR、XRD、SEM及光致发光(PL)表征了纳米材料的结构和性能.结果表明,外加磁场加快了铁掺杂TiO2材料的晶化速度,提高了催化活性.     

Er3+/Ho3+共掺GeS2-In2S3-CsI玻璃上转换发光和能量传递研究

用熔融急冷法制备了系列Er3+/Ho3+共掺80GeS2-10in2S3-10CsI硫卤玻璃,测试了样品的状态稳定性、拉曼光谱、吸收光谱以及上转换光谱.在该样品中出现了强烈的绿光(526、549nm)和红光(660nm),分别对应于2H11/2-4I15/2(Er3+)、4S3/2→4I15/2(Er3+)十5S2(5...     

Er3+单掺与Er3+/Yb3+共掺Y2SiO5的上转换发光

报道了一种新的上转换发光材料X2型Y2SiO5:Er, Yb并研究了Yb3 浓度和泵浦功率对样品的上转换发光特性的影响:(1)随着Yb3 浓度的增加,绿、红光发射均呈先增强后减弱的变化,但相对于绿光发射,红光发射受Yb3 浓度的影响更剧烈,并且当12%(摩尔分数)Yb3 时,可以得到很纯的红光发射;(2)上转换发光强度与泵浦功率的关系表明,双光子吸收贡献样品的上转换发射.此外,讨论了可能的上转换机制.认为随着Yb3 浓度增加,Er3 的激发态吸收、Yb3 到Er3 的能量传递和Er3 的交叉弛豫对上转换发光的作用依次逐渐加强.