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.     

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。     

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。     

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.     

平面光波导放大器用掺Er3+磷碲酸盐玻璃的研究

制备并研究了掺Er3+磷碲酸盐玻璃的热力学稳定性、吸收光谱、荧光光谱、Raman光谱和上转换发光性能.应McCumber理论计算了Er3+离子从能级4I13/2到能级4I15/2跃迁的受激发射截面并分析了掺Er3+磷碲酸盐玻璃带宽特性和上转换发光性能.结果表明由于五氧化二磷的加入碲酸盐玻璃的各项性能参数都有所变化,掺Er3+磷碲酸盐玻璃具有较高的热稳定性、较好的带宽特性,同时上转换发光得到了较好的抑制,这说明其是一种优良的宽带平面光波导放大器的潜在的基质材料.     

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。     

燃烧法制备Yb3+/Er3+共掺杂CeO2纳米粉及其上转换发光特性研究

采用燃烧法制备了Yb3+/Er3+共掺杂CeO2纳米晶发光粉末,并通过改变稀土硝酸盐和甘氨酸的比例对合成样品的颗粒度进行控制。通过X射线衍射及扫描电镜对所得粉体进行了检测,分析其微观结构及形貌特征;并对样品在980 nm激光激发下的上转换发光特性进行了研究。结果表明,nG/nN=0.36,退火温度为1 000℃时,所得样品结晶最好,晶粒尺寸约为50 nm;掺杂物质的量分数为3%Er3+时,粉体的上转换发光效果最好;当Yb3+的物质的量浓度为10%且Er3+的物质的量浓度为3%时,所得CeO2:Yb3+/Er3+纳米晶粉体获得的上转换发光效果最好;用980 nm激发光源激发CeO2基质时,可观测到峰值位于525,545,557,654和674 nm的上转换发光,其中525 nm处被识别为2H11/2→4I15/2跃迁,545,557 nm处为4S3/2→4I15/2跃迁,654,674 nm处为4F9/2→4I15/2跃迁。     

掺铒锑硅酸盐玻璃光谱性质的研究

研究了Er3+掺杂锑硅酸盐玻璃(5Na2O-20B2O3-30Sb2O3-44SiO2-1Er2O3)的光谱性质,并与同组成的Er3+掺杂铋硅酸盐玻璃的光谱性能进行了对比.实验结果表明在1.53 μm处锑硅酸盐玻璃有较大的受激发射截面(σe = 7.86×10-21 cm2),荧光半高宽(FWHM)为73 nm,而同组成铋硅酸盐玻璃中仅为59 nm.锑硅酸盐中FWHM ×σe为574,高于在锗酸盐、硅酸盐、磷酸盐、碲酸盐和铋硅酸盐玻璃中的增益带宽.结果表明Er3+掺杂锑硅酸盐玻璃是光纤宽带放大器富有前途的一种基质材料.     

掺Er3+重金属氧氟锗酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱、上转换光谱和拉曼光谱,分析了重金属氧氟锗酸盐玻璃中Er3+的上转换发光机理.结果表明通过975 nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的绿光(529 nm和551 nm)和红光(657 nm)发射,分别是由于Er3+离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁,并且均为双光子吸收过程.拉曼光谱研究表明氟离子在玻璃网络中具有重要作用.     

Ho~(3+)掺杂锗硅酸盐玻璃2.0μm发光性能研究

采用高温熔融法制备了Ho3+离子掺杂锗硅酸盐玻璃,研究了GeO2含量及Ho3+离子掺杂浓度对玻璃2.0μm发光性能的影响。对样品的密度、透过率、折射率、荧光光谱以及Ho3+离子5I7能级荧光寿命进行了测试,并利用红外光谱分析对样品结构进行了表征。结果表明,随着玻璃组分中GeO2摩尔含量从10%增加到35%,Ho3+离子的2.0μm发光强度增加,5I7能级荧光寿命从1.62ms逐渐增加到2.23ms。当Ho3+离子掺杂浓度逐渐增加时,发光强度不断增强,5I7能级荧光寿命从2.23ms逐渐降低到0.90ms。     

Yb^3＋/Ho^3＋双掺氟氧硅酸盐微晶玻璃

用熔融技术制备了Yb3+/Ho3+双掺氟氧化物微晶玻璃,通过实验确定了掺稀土离子微晶玻璃的配比、熔化温度和退火温度.采用HitachiF-4500荧光分光光度计,激发波长为980nm激光器测定了样品的发射光谱.通过对光谱的分析,建立了上转换发光机制.测量了发光强度与抽运功率的关系.通过非线性拟合得出的斜率,确定了样品的540nm和650nm发射均为双光子过程.     

Yb3+/Er3+双掺氟氧硅酸盐玻璃

系用熔融技术制备了Er3+/Yb3+双掺氟氧化物微晶玻璃,通过实验确定了掺稀土离子微晶玻璃的配比、熔化温度和退火温度.采用ACTO-2758光谱仪测得样品的拉曼光谱,并讨论基质成分的声子能对发光效率的影响.采用日本产的Hitachi F-4500荧光光度计,激发波长为980 nm激光器测定了样品的发射光谱.通过对光谱的分析,建立了上转换发光机制.测量了发光强度与抽运功率的关系,通过非线性拟合得出的斜率,确定了样品的528 nm,542 nm和655 nm发射均为双光子过程.     

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.     

Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂纳米氟磷灰石的制备及发光性质研究

利用水热法成功制备了Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂氟磷灰石(FA:Yb~(3+)/Ho~(3+))纳米材料,通过改变稀土离子Yb~(3+)的掺杂比例有效提高了纳米材料的上转换发光强度。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、荧光光谱仪等表征手段对Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂纳米氟磷灰石的形貌、结晶程度和物相组成、发光性质进行了研究。结果表明,Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂氟磷灰石纳米材料呈棒状并具有六方相结构。通过对稀土离子Yb~(3+)的掺杂比例进行调节,使得材料的上转换发光效率有了明显的增强,Yb~(3+)的掺杂含量为60%时发光最强。因此,这类具有较好上转换发光性能的FA:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米材料可为细胞标记和成像提供良好的条件,有望促进其在生物医药领域中的广泛应用。     

Preparation and Performance of Magneto-optical Glasses Doped with Tb3＋/Dy3＋

In order to increase the content of rare-earth oxides in magneto-optical glass and improve the Verdet constant, the rare-earth doped ternary Ga2O3-B2O3-SiO2(GBS) system magneto-optical glasses were prepared by the melt quenching technique. The infl uence of Tb3+ and Dy3+ ions on the structure of GBS glasses was investigated using FTIR, DSC and Faraday rotations. The experimental results showed that the content of rare-earth oxides in the glasses with the double incorporation of Tb2O3 and Dy2O3 was higher. The crystallization parameter β achieved the maximum 0.48 with Tb3+/Dy3+ content of 35mol%. Terbium oxide existed mainly in [TbO3] units in the glasses and [TbO4] units were converted into [TbO3] with increasing Tb2O3 content. As Ga3+ ion is larger than B3+ ion in radius, leading to an increasing of the glass network gap and improvement in the ability of accommodating rare earth ions, Verdet constant increased.     

单模Er3+/Yb3+共掺磷酸盐光纤的激光实验研究

利用长度仅为6.4 cm的自制单模 Er3+/Yb3+共掺磷酸盐光纤作为激光工作物质, 采用F-P型谐振腔结构,在中心波长为980 nm的多模LD光源的泵浦下,实现了较稳定的连续单模激光输出,其输出功率大于40mW, 中心波长为1 534.5 nm,3 dB线宽小于1 nm.实验表明,通过优化谐振腔的参数,可望在自制单模磷酸盐光纤中实现窄线宽的单频激光输出.     

Ce3+/Sm3+掺杂硼硅酸盐玻璃的制备及发光性能分析

采用碳还原法熔制了掺Ce3+/Sm3+的硼硅酸盐玻璃,通过对其发光性能的研究,发现Ce3+离子由于存在高效的宽带吸收和发射,可以有效的将激发能量传递给Sm3+,从而提高了Sm3+离子的发光效率.     

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.     

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.     

铒镱共掺多金属氧酸盐合成及上转换发光研究

制备的高发射率Keggin结构稀土多金属氧酸盐ZnPOM:Er,Yb荧光体在室温下具有Er3 离子特征发射,其室温上转换光谱特性主发射有红光和绿光两部分,其中位于527 nm的绿光较强,远大于658 nm的红光发射.共掺样品中Yb是有效的敏化剂,在976 nm激光抽运下Er3 离子上转换发光强度增大.对上转换光谱分析表明,强烈的绿光激发是基于三光子的吸收过程.