Ag纳米颗粒对Er~(3+)/Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光特性的影响

采用传统熔融淬冷法制备了系列Er3+/Tm3+/Yb3+共掺复合Ag纳米颗粒的铋锗酸盐玻璃样品。从吸收光谱中确定了Ag纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)峰位于545nm附近;透射电镜(TEM)图像中观察到均匀分布的Ag纳米颗粒,尺寸约为6~18nm。研究了纳米Ag含量对Er3+/Tm3+共掺复合Ag纳米颗粒铋锗酸盐玻璃上转换发光特性的影响,结果表明,Tm3+离子472nm处的上转换蓝光、Er3+离子525nm处的上转换绿光、543nm处的上转换绿光和661nm处的上转换红光发光强度在AgCl含量的质量百分数为1%时达到最大值,与未掺杂AgCl的基质玻璃相比,分别提高了约3.2、3.8、5.4和2.3倍。     

Ag纳米颗粒对Er3+/Yb3+共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光性能的影响

采用熔融退火法制备了Er³⁺/Yb³⁺共 掺复合银(Ag)纳米颗粒的铋锗酸盐玻璃,对玻璃样品 进行物理性质、透射电镜(TEM)图像和光谱性能测试,分析了铋锗酸盐玻璃样品中Er³⁺的上转换 发光机理。研究表明:随着退火温度的增加,Ag纳米颗粒不断析出,绿光(527nm波长 )和红光(661nm波长)发光强度都得到了较大增强,在420℃时,上转换发光强度分别为未掺 杂AgCl时的4.45和4.22倍。其上转换发光增强的原因归结于Ag 纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)导致局域场电场增强和Ag⁰→Er³⁺的能量转移。     

纳米Au增强掺Er3＋铋酸盐玻璃近红外发光特性

研究了掺Er³⁺含Au纳米颗粒铋酸盐玻璃在波 长为980nm的LD抽运下1.53μm波长处的发光 特性。测试得到表征 Au纳米颗粒存在的表面等离子体共振(SPR)峰位于565～586nm波长 之间,透射电镜(TEM)图像中观察到密集分布形状各 异的Au纳米颗粒,尺寸约为5～16nm。研究表明,随着AuCl含量增加 ,1.53μm波长处荧光强度呈现先增强后减弱 的趋势,在AuCl掺杂浓度为0.2wt%时取得最大值,为未掺杂时的4.3倍;荧光增强原因归结于Au纳米颗粒SPR引起的局域场增强以及Au 0→Er³⁺的能量转移,荧光淬灭原因归结于Er³⁺→Au⁰的能量反向转移。     

Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的上转换发光及能量传递机理

用高温熔融法制备了Ho3+单掺和Ho3+/Yb3+共掺、组分为TeO2-ZnO-Na2O的碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt(JO)理论计算分析了玻璃的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。通过测量上转换光谱,着重研究了Yb3+掺杂对于Ho3+上转换发光性能的影响,分析了Yb3+/Yb3+以及Yb3+/Ho3+间的能量传递过程。结果显示,975nm泵浦下Ho3+的上转换发光主要来自于Yb3+/Yb3+间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb3+/Ho3+间的能量传递过程,并计算得到了声子贡献比和能量传递微观参数。同时,计算分析了Ho3+:5 I7→5 I8能级跃迁的吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Yb3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为上转换激光器和2.0μm波段固体激光器的潜在增益基质。     

Er3+/Yb3+共掺Bi2O3-GeO2-Na2O玻璃的上转换发光

研究了不同Er3 /Yb3 掺杂比46Bi2O3-44GeO2-10Na2O(B46G44N10)(摩尔分数)玻璃的吸收光谱、红外吸收谱和上转换光谱性质,分析了玻璃中Yb3 敏化Er3 的上转换发光机制。测试了Er3 离子在不同Yb3 浓度下玻璃中的上转换荧光强度,得到最佳的掺杂质量比Er3 ∶Yb3 =1∶6。计算了在980 nm激发下Er2O3质量分数为0.5%和Yb2O3质量分数为3.0%的Er3 /Yb3 共掺B46G44N10玻璃的绿光上转换效率为2.27×10-4。比较了不同基质材料玻璃的上转换效率,结果表明B46G44N10玻璃是一种良好的上转换基质材料。     

Yb3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的能量传递和上转换发光

制备了75TeO2-20ZnO-(3-x)La2O3-2Yb2O3-xHo2O3(TZLH x,x=0,0.2,0.4,1,2 mol %),75TeO2-20ZnO-(4.6)La2O3-0.4Ho2O3系列玻璃样品,研究了975nm泵浦下,在Yb3 离子浓度确定的情况下,Ho3 离子浓度的变化对Ho3 上转换发光的影响并分析了上转换发光机制.结果表明,随着Ho3 离子含量的增大,549nm绿光强度先增大而后减小.在TZLH-0.4玻璃中,即含有0.4mol%Ho2O3时,绿光强度达到最大值.而当Ho2O3含量超过0.4mol%时,绿光强度明显降低.基于Yb3 和Ho3 的能级图及上转换机制建立了速率方程,通过数值求解速率方程拟合实验测量寿命曲线,得出了Yb3 与Ho3 之间的能量转移系数CDi(i=2,3,4).     

Er3+/Yb3+/Tm3+/Pr3+共掺碲酸盐玻璃超宽带近红外发光性能研究

采用熔融淬火技术制备了0.2 mol% Er₂O₃、1 mo l% Yb₂O₃、0.1 mol% Tm₂O₃和x mol% Pr₆O₁₁( x=0.25、 0.3、0.35和0.4)掺杂的65TeO₂-15ZnO-10Na₂O-10WO₃系碲酸盐玻璃,通过X 射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、差热扫描曲线(differential scanning calorimetry,DSC)对玻璃样 品的抗析晶性和热稳定性 进行了表征。结果表明,玻璃样品具备良好的抗析晶性,析晶温度和转变温度差值为140 ℃,具有较好 的热稳定性。吸收光谱结果显示,Er³⁺/Yb³⁺/Tm³⁺/Pr³⁺共掺碲 酸盐玻璃在980 nm处有较强的吸收峰,故可 以采用980 nm泵浦源对该玻璃样品进行激发。在1 200—2 000 nm近 红外波段范围,玻璃样品存在峰值中 心为1.35 μm、1.53 μm和1.8 μm 3个波段发射峰,且3个发射峰的荧光半高宽(full width at half maxima, FWHM)均大于100 nm,其覆盖了光信号传输的E、S、C和C+L 4个波段,大幅度地提高了掺铒 光纤放大器(erbium doped fiber amplifier,EDFA)的放大带宽。     

热处理对掺Er3+碲酸盐玻璃近红外发光性能的影响

采用高温熔融冷却法和原位受控析晶法,制备了两 种Er³⁺掺杂碲酸盐玻璃及微晶玻璃。对比研究了其析晶 性能及近红外发光性能;计算了Er³⁺在玻璃与微晶玻璃中的J-O强度参数、自发辐射 概率、荧光分支比和 荧光辐射寿命;在980nm波长泵浦源下测量样品的荧光光谱,计算荧 光有效线宽、峰值受激发射截面。结果发现, 采用合理的析晶热处理制度,可以获得透明度高的Er³⁺掺杂碲酸盐微晶玻璃;析 晶热处理能够有效地提高 Er³⁺在近红外波段的发光效率和拓宽其有效发光带宽;Er³⁺掺杂85TeO₂- 10TiO₂-5La₂O₃(TTL)碲酸盐微晶玻璃较78TeO₂-17ZnF₂-5Bi₂O₃(TZBF)碲酸盐微晶玻璃在1.55μm波段增益性能更好,有望在光纤放 大器中得到应用。     

掺Pr3+碲酸盐玻璃的红外及上转换发光

根据掺Pr^3 碲酸盐玻璃在980nm附近的吸收谱及1．31μm和可见光区间内的荧光发射谱，研究了玻璃样品光谱特性随稀土离子浓度变化的规律及其上转换发光．结果表明：在Yb^3 离子浓度不变的情况下，1．31μm处的发光随着Pr^3 离子浓度的增加，其强度先增加而后减小，并在浓度为0．15mol％时达到最大值，同时根据Judd-Ofelt理论计算了稀土离子的光辐射特性．     

Er3+/Ce3+共掺铋锗酸盐玻璃及其光纤的制备和光谱性质

用高温熔融法制备了Er3+/Ce3+共掺铋锗酸盐(Bi2O3-GeO2-Ga2O3-Na2O)玻璃,研究分析了该玻璃中Er3+离子1.5μm波段荧光和上转换发光,Ce3+离子共掺引入的Er3+:4I11/2→Ce3+:2F5/2间能量传递能有效地抑制上转换发光并增强1.5μm波段荧光发射.同时,利用该组分玻璃拉制了包层直径为125 μm的铋锗酸盐玻璃掺Er3+光纤,1310 nm波长处光纤传输损耗为3.4 dB/m.通过对975 nm波长激励下光纤的放大自发辐射(ASE)测试表明,铋锗酸盐玻璃掺Er3+光纤可在1450～1650 nm波长范围获得宽带ASE光谱,因此是一种适用于宽带光纤放大器的增益介质.     

Ho3+/Yb3+共掺的SiO2-Al2O3-BaO-BaF2微晶玻璃上转换发光研究

制备了Ho3+/Yb3+共掺的氧氟硅酸盐玻璃, 根据玻璃样品的差热分析进行微晶化处理, 测试了Ho3+/Yb3+共掺微晶玻璃的X射线衍射(XRD)图谱、吸收光谱和上转换发光光谱。结果发现, 在980 nm LD激发下, Ho3+/Yb3+共掺的含BaF2纳米晶的氧氟硅酸盐微晶玻璃可以同时观察到绿光(544 nm)和红光(656, 748 nm)上转换发光, 分别对应于Ho3+ 离子的5F4/5S2→5I8, 5F5→5I8和5F4/5S2→5I7能级跃迁, 与未热处理的玻璃样品相比, 微晶玻璃样品的绿光发光强度增强约347倍。研究结果表明含BaF2纳米晶的氧氟硅酸盐微晶玻璃是一种潜在的上转换基质材料。     

Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析

制备了新的Er3+/Yb3+共掺氟氧硅酸盐微晶玻璃,测试了荧光光谱、吸收光谱。研究了氟氧化物微晶玻璃中Er3+离子的上转换发光特性,采用Judd-Ofelt理论对样品光谱进行了分析,拟合得到了强度参数,Ω2=4.4756,Ω4=1.0059,Ω6=1.2098。计算了样品的辐射寿命、跃迁几率、荧光分支比等光谱参数。结果表明,样品通过热处理形成了氟化物微晶,降低了声子能量,提高了上转换效率。绿光、红光上转换荧光强度比玻璃样品增强约2到3倍。Judd-Ofelt理论分析表明Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃具有较高的上转换效率,是制作微型激光器和三维立体显示的优良材料之一。     

基于局域表面等离子体增强的NaYF4：Yb/Er荧光上转换及其应用

阐述了局域表面等离子体共振增强荧光上转换的相关机制,并以此为基础总结了三种调节机制和四种上转换/金属复合材料结构。具有明显增强效果的上转换/金属结构复合材料大致分为四种:掺入Au和Ag纳米颗粒的稀土掺杂基质;core/shell结构;稀土掺杂的NaYF₄靠近金属颗粒或金属纳米线所形成的gap结构;周期性金属阵列结构。最后介绍了它们在生物医学和光电子器件领域的应用进展。     

掺饵氟化物玻璃光谱和上转换发光的研究

研究了掺铒氟锆酸盐玻璃的光谱和可见光区的发光性质，及其与玻璃中氯含量的关系。结果表明玻璃中阴离子组成对发光性质具有更大的影响。用８００ｎｍ钛宝石激光作光泵源，测定了块状玻璃和光纤的上转换发光。在所有样品中都观察到由跃迁产生的．中心波长在５５０ｎｍ附近很强的发光。研究了影响上转换发光的诸因素。     

光学碱度与能量传递对Bi/Yb3 共掺杂锗酸盐玻璃近红外发光性质的影响

采用传统高温熔融法制备了Bi/Yb3 共掺杂锗酸盐玻璃,通过测试吸收光谱、近红外光谱和荧光衰减寿命,研究了玻璃样品的近红外发光性质。在980nm 或808 nm 激光激发下,均能同时观察到Yb3 和Bi离子的近红外发光,这一结果表明,Yb3 离子与Bi离子之间存在相互能量传递。随着Yb3 离子浓度的增加,玻璃基质的光学碱度和Yb3 离子到 Bi 离子的能量传递效率均增加,讨论了能量传递效率的提高对Bi离子发光的增强作用与光学碱度增加对Bi离子发光的削弱作用的竞争影响机制,获得了Bi/Yb3 近红外发光的机理。     

Effect of Yb^3＋ concentration on Er^3＋ luminescence properties of sol-gelderived silica-alumina xerogels

Er~(3 )-activated silicate glasses are recognized of tech-nological interest in several areas and,in particular ,it iswell known for their successful application in opticalamplification at the C band (1530 -1565 nm) of tele-communications[1].Inside this l…     

Ce3+对掺Er3+碲铌锌钠玻璃光谱性质的影响

用高温熔融法制备了摩尔组分百分比为75TeO₂- 10Nb₂O₅-10ZnO-5Na₂O-0.5Er₂O₃-xCe₂O₃(x=0.00、0.25、 0.50、0.75、1.00)的碲酸盐玻璃样品。测量了玻璃样品的吸收光谱、上转换 光谱、拉曼光谱和 荧光光谱。结合Judd-Ofelt(J-O)理论计算了玻璃样品的强度参数Ω_t(t=2、4、6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和辐射寿命 τrad,并用McCumber理论计算得到了Er³⁺的受激发射截面。比 较了玻璃样品中Er³⁺的放大器带宽 品质因子(σpeak_e×FWHM)和增 益品质因子(σpeak_e×τm),分 析了Er³⁺/Ce³⁺间能量转移(ET)机 理以及Ce³⁺对上转换发光的抑制作用。研究表明,适量Ce³⁺的引入对于掺Er ³⁺碲铌锌钠玻璃的光谱特性有一定的提高作用。     

发光晶体Na_5Er（WO_4）_4的光谱性质和Er~（3＋）的光谱参数计算

制备了Ｎａ５Ｅｒ（ＷＯ４）４的粉末和单晶，测定了晶格参数、单晶吸收光谱，激发和发光光谱。计算了吸收谱线振子强度，根据Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论拟合出Ｅｒ３＋发光光谱的三个强度参数Ω２，４，６＝１．７４，１．４６，０．５１×１０－２ｃｍ２，计算了自发辐射电偶和磁偶跃迁振子强度和跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数，讨论了Ｅｒ３＋发光谱线出激光的可能性。