基于蓝光 LED 的白光器件:用于固体发光的小颗粒YAG:Ce 型荧光粉的合成

文章介绍了小颗粒 YAG:Ce 荧光粉的三种合成方法.这种荧光粉受到蓝光 LED 发出的光线的激发会发出黄光.在合成的 pcLEDs 里,蓝光和黄光混合形成了白光.本文解释了这种涂有 YAG:Ce 荧光粉的 pcLED 的色点的依赖性以及通过添加修复晶格点阵的催化剂以改变这种依赖型的方法.另外,文章还讨论了 Ce3 聚集中心的YAG:Ce 荧光粉的效率的测量、烧成温度、激发波长.     

Sb~(3+)掺杂的YAG:Ce荧光粉的合成与发光性能研究

通过高温固相法制备了白光LED用Sb3+掺杂的Y1.94-yGdSbyAl5O12:0.06Ce荧光粉,使用荧光分光光度计研究了样品的发光性能,并采用紫外-可见-近红外光谱分析系统分析了所制荧光粉的封装性能。结果表明,Y1.94-yGdSbyAl5O12:0.06Ce荧光粉为立方晶系,其发射中心波长为550 nm,Sb3+掺杂有助于提高YAG:Ce的发光强度。将合成的Y1.92GdSb0.02Al5O12:0.06Ce(CL-Y-550)荧光粉封装成白光LED,其平均色温为5 376 K,属于冷白;平均显色指数为81.2,达到了基本的应用水平。     

Cr,Yb:YAG微片的自调Q激光特性

用连续钛宝石激光器作为抽运源,在室温下实现了Cr,Yb:YAG晶体的自调Q激光输出。实验过程中,获得了在1.03μm平均功率为35mW和脉宽(FWHM)为0.4μs的自调Q激光。实验表明Cr,Yb:YAG晶体确实把Cr4+离子的可饱和吸收特性和Yb3+的激光增益特性结合到了一起,实现了自调Q激光输出,使Cr,Yb:YAG晶体成为一种新型的全固化自调Q激光晶体。     

小型Cr4+:YAG调Q重频热传导冷却(Nd,Ce):YAG激光器研究

对小型Cr4+:YAG被动调Q重频热传导自然冷却(Nd,Ce):YAG激光器进行了理论与实验研究。采用氙灯泵浦,注入能量3.6～4.8J,实现重频(2～5pps)单脉冲能量输出10～15mJ,最大单脉冲输出能量25mJ,脉宽6～12ns,对应的静态能量输出20～30mJ,动静比达50%,实现了器件的小型化和工程化,器件工作的环境温度范围达+60℃～-40℃,可用于机载激光测距。     

蓝色荧光材料ZnMoO4:Ce4+的制备及光致发光研究

采用高温固相法成功合成了掺杂钼酸盐的ZnMoO4:Ce4+蓝色荧光材料。通过X 射线衍射（XRD）和荧光光谱等测试手段对所制备的材料的晶体结构和发光性能进行了表征。研究结果表明:实验按照理论化学计算比成功合成了ZnMoO4:Ce4+的蓝色荧光粉,该荧光粉为纯相的三斜结构;ZnMoO4:Ce4+在395 nm 处有强电子吸收,且在440 nm 处可发射高强度蓝光,其色坐标为（0.14,0.09）;此外,当Ce 含量为3 mol%时,荧光粉发光强度最佳。     

YAG:Ce3 荧光粉对白光LED衰减的影响

对封装的蓝光和白光LED进行了光衰对比试验,结果表明,白光LED初期衰减明显比蓝光LED快.因此,又对自制的YAG:Ce3 荧光粉进行了光照、温度测试,结果发现,荧光粉在光照作用下,荧光强度出现先降后升然后稳定的现象,跟白光LED的衰减相吻合,结合色坐标的偏移,蓝光LED本身的衰减仍是白光LED衰减的主要原因.     

小型热传导冷却(Nd,Ce):YAG激光器热稳定性研究

在小型Cr4+:YAG被动调Q热传导冷却(Nd,Ce):YAG激光器中,采用定向反射器取代平行平面腔中的全反射镜,大大提高了器件的热稳定性,获得了重复频率5pps的激光输出,单脉冲激光能量输出20～25mJ,调Q激光脉宽15ns,束散3～5mrad,工作温度范围-40℃～+55℃,激光器总长度小于130mm。     

溶胶–凝胶法合成Nd:YAG粉体及透明陶瓷的制备

以Y2O3和硝酸盐为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶–凝胶法合成了Nd0.03Y2.97Al5O12(Nd:YAG)干凝胶,经不同温度焙烧后制得前驱粉体,然后将粉体经1700℃真空烧结制备了Nd:YAG透明陶瓷。对柠檬酸的络合作用进行了探讨,对粉体及透明陶瓷的结构、形貌和光学性能进行了研究。结果表明:柠檬酸与硝酸盐发生络合反应形成有机网络结构,有效减轻了粉体颗粒间的团聚;950℃焙烧后得到纯相Nd:YAG粉体,颗粒细小并呈片状;Nd:YAG透明陶瓷致密度高(理论密度的95%),晶粒尺寸约为10μm,在1060nm处的透射率为63%。     

混合掺杂Cr~(4+),Yb:YAG晶体储能特性的数值模拟

借助于Cr4+,Yb:YAG激光放大器抽运动力学模型,在浓度(原子数分数)厚度(mm)积为15%.mm、抽运功率密度为20 kW/cm2的情况下,对不同口径、不同掺杂浓度的Cr4+,Yb:YAG晶体放大器中的储能进行了模拟计算。计算表明,在不掺入Cr4+的Yb:YAG晶体中,随着Yb3+浓度的增加(横向尺寸不变)和横向尺寸的增加(浓度不变),最终获得的储能密度反而减小。但在混合掺入Cr4+后,放大器中的储能将受到Cr4+浓度的影响,在Yb3+的浓度和横向尺寸一定情况下,放大器中的最大储能随Cr4+的增加将先增加,后减小,即:在一定情况下,为了获得放大器中最大的储能,掺入的Cr4+离子浓度有一优化值,这一优化值将由Yb3+离子浓度和介质的横向尺寸确定。     

Yb:Y2O3激光陶瓷纳米粉体制备及性能研究

以Y2O3和Yb2O3为原料,采用柠檬酸溶胶-凝胶法,控制溶液pH值为3～4,反应温度70～80 ℃时制备出Yb∶ Y2O3激光陶瓷纳米前驱粉体.XRD测试结果表明最佳煅烧温度为800 ℃,并且晶化完全;差热-热重分析表明,前驱体中柠檬酸和硝酸等在300 ℃时分解放热.荧光光谱分析发现,荧光发射的最强峰位于1030 nm,对应Yb3+的2F7/2-2F5/2能级跃迁.     

掺铈的YAG荧光粉的光谱下转换效应对单晶硅太阳能电池的影响

将掺有稀土元素铈（Ce）的钇铝石榴石（YAG:Ce）荧光粉应用于单晶硅太阳能电池,通过YAG:Ce荧光粉的下转换效应提高电池的转换效率。为了更准确地认识光谱下转换效应所起的作用,我们将掺有Ce的YAG:Ce荧光粉和不含Ce的YAG粉分别与单晶硅太阳能电池片进行封装,在反射率、外量子效率和转换效率方面进行测试比较,并对裸电池片和封装电池的性能进行了讨论分析。实验结果表明,纯粹由光谱下转换效应带来的作用能使单晶硅太阳能电池的转换效率提高0.35%,体现了YAG:Ce荧光粉对提高单晶硅太阳能电池转换效率带来的积极作用。     

Heat generation in Nd:YAG and Yb:YAG

The fractional thermal loading, the ratio of heat generated to absorbed energy, at a 6.5 at.% doped Yb:YAG crystal diode pumped at 0.943 μm has been measured to be <0.11 under conditions of no laser extraction. This quantity ranged from 0.37-0.43 in 1.04 at.% doped Nd:YAG pumped at 0.808 μm. Under conditions of laser extraction, the fractional thermal loading in Yb:YAG is expected to remain nearly constant, whereas that in Nd:YAG at 1.064 μm can be expected to drop to ~0.32     

Yb:YAG激光器特性

从Yb：YAG的晶体结构、特性出发系统地介绍了Yb：YAG激光器的运转特性。着重阐述了自吸收效应对调谐输出特性的影响、空间烧孔效应对宽度可调激光脉冲产生的限制，以及Yb：YAG激光器可调谐特性和自调Q性能。     

激光二极管泵浦Yb:YAG激光器

通过对Yb:YAG晶体中Yb3 粒子的吸收谱的分析和讨论,认识到Yb:YAG晶体作为LD泵浦固体激光器的激活介质,有着其它晶体所没有的优点:能级结构简单.在此基础之上,设计了一套LD端面泵浦Yb:YAG激光器.在泵浦光强为25 W时,获得了6.09W的1030 nm稳定的连续激光输出,光光转换效率为24.3%,斜效率为31.6%.     

准连续激光二极管抽运的Yb:YAG微晶片激光器

采用峰值功率1 W的国产InGaAs激光二极管作抽运源，在室温下实现了光束质量因子M2<1.4的基横模长脉冲激光振荡。当LD输入电流为2.15 A时，使用掺杂浓度为10 at.%的Yb:YAG，获得了平均功率1.64 mW，单脉冲能量为16.4 μJ的1.049 μm激光输出。同时对准三能级结构激光弛豫振荡过程和准连续(QCW)输出脉冲宽度进行了理论分析，得到了跟实验相符的结果。     

全固化可调谐Yb:YAG激光器

实现了半导体激光器抽运的全固化Yb:YAG激光器的可调谐运转,当吸收抽运功率为900mW时,在中心波长1049.5nm处得到66mW的连续激光输出.采用1%的输出耦合镜时单侧抽运阈值为410mW,双侧抽运阈值为380mW,斜率效率为12.7%.对该激光器的可调谐特性进行了详细的研究,得到1030.5～1055.5nm范围内的连续可调谐.同时得到自调Q脉冲序列.     

Synthesis and luminescent properties of nonaggregated YAG:Ce3+ phosphors via the molten salt synthesis method

In this work, we synthesized nonaggregated YAG:Ce³⁺ phosphor powders using the molten salt synthesis method. The effects of synthesis temperature and time on the crystallization process, microstructures, and luminescent properties of the YAG:Ce³⁺ phosphors were studied. The results indicate that pure YAG:Ce³⁺ phosphors can be obtained at about 400 °C using NaNO₂–KNO₂ as the molten flux. Optimal synthesis conditions and Ce³⁺ doping concentration for the best luminescent properties for YAG:Ce³⁺ phosphors were determined.     

边缘抽运非对称Yb:YAG盘片激光器

为了对Yb:YAG固体盘片激光器进行简单高效的抽运,采用了边缘抽运的方式,使用LD阵列通过光束耦合装置对非对称Yb∶ YAG/YAG复合晶体进行抽运,获得了80%以上的抽运光吸收效率和较均匀的吸收分布;同时,为了避免高功率工作下晶体过热导致性能下降,对这种抽运结构的散热装置结构进行了理论分析和实验研究,自主设计了理论散热效率超过12W/(cm2*K)的微喷式散热系统,并进行了实验.在抽运吸收功率750W时获得了123W的连续光输出,斜率效率达到34.8%.结果表明,边缘抽运方法在LD抽运盘片激光器的研究中有着很好的应用前景.     

全固化薄盘Yb:YAG激光器研究

本文介绍了Yb：YAG激光晶体的能级结构和吸收、发射光谱；研究了端面泵浦全固化Yb：YAG薄盘激光器的输出持性，获得了功率为2．1W的1030nm激光输出，光光转换效率为15％，斜效率为24．3％。