单分散Y2 O3∶Eu^3+微球的制备及荧光性能研究

利用溶剂热法获得前驱体,结合热处理合成Eu^3+掺杂单分散Y2O3微球荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分析仪对样品的晶体结构、微观形貌及荧光性能进行了表征与分析。结果表明:制备的样品均为立方相Y2 O3微球结构,尺寸均一、粒径大小为2μm左右;Eu^3+掺杂的样品在239 nm紫外光的激发下,展示出强烈的红光发射,该发射峰位于612 nm附近,源于Eu^3+的5 D0→7 F2跃迁;随着Eu^3+掺杂浓度的递增,该发光峰呈现出先增强后减弱的趋势,其最佳掺杂浓度为5%(摩尔分数);此外,随着热处理温度逐渐升高,样品的结晶性增强,荧光随之增强;Y2 O3∶5%Eu^3+荧光粉的色坐标为(0.583,0.335),接近NTSC标准(美国国家电视系统委员会)红光色坐标(0.670,0.330)。     

碱土、稀土元素掺杂对Y（VP）O4∶Eu3+荧光粉发光性能的影响

采用共沉淀法制备了高亮度红色荧光粉YAx(VP)O4∶Eu3+、Y0.94-yLny(VP)O4∶Eu03.+06(A=Mg,Ca,Sr,Ba;Ln=La,Ga),通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱分析仪等测试方法对样品进行了研究。结果表明:选择合适的实验条件,可以制得颗粒分布均匀、表面光滑的Y(VP)O4∶Eu3+荧光粉,其发射峰位于620nm,是现有PDP商品(Y,Gd)BO3∶Eu3+荧光粉的良好替代品。     

铌酸钾纳米棒的制备与表征

以柠檬酸(CA)为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,乙二醇(EG)为酯化剂,通过聚合物前驱体法制备铌酸钾(KNbO3)粉体。研究了CA和EG的用量和pH值对溶胶性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)和热失重分析(TG-DTA)研究了KNbO3晶相的形成过程,用透射电子显微镜(TEM)对所制得粉体的表面形貌进行了分析。结果表明,当前驱体溶胶的pH值为7.5,n(CA)∶n(金属离子)=3∶1,n(CA)∶n(EG)=1∶2时,可获得稳定性好的溶胶。凝胶前驱体在加热过程中先反应生成K3Nb7O19和K4Nb6O17,然后二者反应生成KNbO3。凝胶前驱体以不同的升温速率加热至700℃,对所得粉体的形貌影响较大,升温速率快,有利于粒状产物的形成;升温速率慢,易形成棒状产物。同时讨论了不同的升温烧结机制影响KNbO3形貌的原因。     

LED用KZn_4(BO_3)_3∶Eu~(3+)荧光粉的合成与发光性能研究

荧光粉转化法是目前制备白光LED的主流技术。但是商业化的荧光粉由于缺少红色部分或红色不稳定,使得制备出的LED灯泡颜色偏冷,因此研制低成本、性能稳定的红色荧光粉具有重要的意义。本项目以化学性质稳定、合成工艺温和的硼酸盐KZn4(BO3)3为基质,掺杂稀土离子来研究荧光粉的发光性能。通过高温固相法合成了一系列不同掺杂浓度的KZn4(BO3)3∶Eu3+,并测试了XRD衍射图谱,发射和激发光谱。研究表明Eu3+离子倾向于占据Zn2+格位。同时,KZn4(BO3)3∶Eu3+的最佳激发波长(393nm)位于近紫外波段,适于用近紫外LED芯片激发来制备LED。KZn4(BO3)3∶Eu3+的最强发射峰位于590nm,属于5 D0-7F1跃迁。当发生浓度猝灭时,Eu3+-Eu3+离子间的临界距离为3nm。该荧光粉的色坐标为(0.629 7,0.369 9),色饱和较高。该物质是一种潜在的可被用于LED照明用的红色荧光粉。     

共沉淀法制备Y2O2SO4:Eu3+荧光粉及其光致发光研究

采用商业Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、(NH4)2SO4和NaOH为实验原料,通过共沉淀法制备了Y2O2SO4:Eu3+荧光粉。利用热分析(DTA-TG-DTG)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)光谱等手段对合成的粉体进行了表征。结果表明,当(NH4)2SO4引入到反应体系中时,前驱体具有非晶态结构,且在空气气氛中800℃煅烧2h能转化为单相的Y2O2SO4粉体,该Y2O2SO4粉体呈准球形,粒径范围分布在0.5~1.0μm之间,团聚较严重。PL光谱分析表明,在270nm紫外光激发下,Y2O2SO4:Eu3+荧光粉呈红光发射,主发射峰位于620nm,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+的猝灭浓度是5 mol%,其对应的荧光寿命为1.22 ms。另外,当(NH4)2SO4未引入到反应体系中时,采用类似的方法合成了Y2O3:Eu3+荧光粉,并对Y2O2SO4:Eu3+和Y2O3:Eu3+荧光粉的PL性能进行了比较。     

柠檬酸燃烧法制备Tb∶YAB荧光粉及其性能研究

以柠檬酸作络合物及助燃剂,通过简单的凝胶燃烧法制备了Tb3+掺杂的YAB基荧光粉。对所得样品进行了热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)及荧光光谱分析(FDS)。结果显示,制备纯相Tb∶YAB最佳烧结温度应为1000℃,Tb3+离子最佳的掺杂浓度为0.12。     

Yb3+/Tm3+双掺硫卤玻璃1.8μm中红外发光特性研究

用熔融淬冷法制备了系列不同组分和Tm3+/Yb3+掺杂浓度的Ge-Ga-Se-CsI硫卤玻璃样品,测试了样品的拉曼光谱、折射率、吸收光谱、红外荧光光谱。研究了975nm激光泵浦下样品的1.23μm和1.8μm荧光特性。分析了Tm3+/Yb3+之间声子辅助的共振能量转移,结果表明两个离子间有效的能量转移途径为Yb3+∶2F5/2→Tm3+∶3 H5。计算得到常温下Tm3+∶3 H5→3F4和Tm3+∶3F4→3 H6跃迁的多声子弛豫速率分别为303s-1和0.30s-1。     

Er3+、Eu3+双掺杂LaOF荧光粉的光学性能研究及防伪应用

有机发光材料可能对人体或环境造成影响,除此之外还有生产成本高、发光易淬灭、发光强度与颜色不易于控制的缺点,因此探索性能优越的稀土发光材料并寻找其应用价值是具有重要意义的。本文基于水热辅助固相法制备出Er³⁺、Eu³⁺离子共掺杂LaOF荧光粉,通过X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和荧光分析仪对不同Er³⁺掺杂浓度下的LaOF∶Eu³⁺荧光粉体的相组成、粒径尺寸、形貌及荧光光谱进行表征与分析。结果表明：在900℃的温度下煅烧,物相由前驱体LaF₃转变为四方相LaOF,且随着Er³⁺掺杂浓度的升高,在365 nm与393 nm波长激发下均呈现出多色可调谐的发光特性,其中365 nm激发下呈现自橙色光向黄色光的转变,而在393 nm光辐射下则由橙色光向品红色光过渡。将Er³⁺、Eu³⁺共掺杂LaOF荧光粉制成...     

端面抽运矩形截面Nd∶GdVO_4晶体热效应研究

以解析分析理论为基础,研究矩形横截面Nd∶GdVO4晶体受到具有高斯分布的端面中心入射时,激光晶体温度场分布情况和晶体抽运面热形变分布情况。通过对半导体激光端面入射Nd∶GdVO4激光晶体工作特点分析,建立了符合激光晶体工作状态的热模型,利用热传导方程(泊松方程)的一种新求解方法,得出了矩形截面Nd∶GdVO4晶体的温度场分布和端面热形变场通解表达式,同时对影响激光晶体温度场分布的各种因素进行了定量研究。研究结果表明,当使用输出功率为15W的半导体激光器端面中心入射Nd∶GdVO4晶体(晶体掺钕离子原子数分数为1.2%)时,在抽运端面中心获得189.0℃最高温升和1.37μm最大热形变量。这种方法还可以应用到其他激光晶体热问题研究中。     

TiO_2对水热法制备钛酸锶钡的影响

以乙酸锶、乙酸钡、钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备出钛酸锶钡(BST)前驱体。在前驱体中分别加入10%金红石TiO_2、锐钛矿TiO_2和用水热法制备的一维TiO_2,再进行水热合成,得到3种不同的水热产物。用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜镜(SEM)对前驱体和3种水热产物进行物相和形貌的表征,并对水热产物的生长机理和形成原因进行探讨。结果表明,在前驱体中添加锐钛矿TiO_2能够制备出柱状晶结构的BST;添加一维TiO_2的前驱体生成了一维的BST晶体。     

Tm3+/Yb3+共掺杂铋锗铅玻璃的上转换发光研究

设计并制备了一种组分为45Bi2O3-35GeO2-20PbO-0.02Tm2O3-xYb2O3(x=1.0,1.2,1.4,1.6和2.0 mol%)新型Tm3 /Yb3 共掺的铋锗铅玻璃材料,测量了玻璃的吸收光谱和上转换光谱,分析了玻璃中Tm3 的上转换发光机理.应用Judd-Ofelt理论计算了铋锗铅玻璃BGP1.0中Tm3 离子的三个强度参量Ωt(t=2,4,6)、振子强度、自发跃迁辐射几率和荧光分支比等光谱参数.通过975 nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的上转换蓝光(476 nm)和微弱的红光(653 nm),分别是由于Tm3 离子1G4→3H6和1G4 →3F4跃迁.同时研究了蓝光和红光上转换发光强度随泵浦激发功率的变化,其曲线斜率分别为2.87和2.41,表明蓝光和红光都是三光子吸收过程.研究结果显示,Tm3 /Yb3 共掺铋锗铅玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料.     

准四能级双掺Tm/Ho钒酸钆激光器

在考虑两种离子发光的动力学进展基础上,描述了2μm双掺铥钬(Tm/Ho)系统Tm→Ho能量转移基本过程,建立双掺Tm/Ho系统准四能级速率方程,得出阈值抽运功率和斜率效率的表达式,并利用得出的结论去分析在液氮制冷下光纤耦合激光二极管(LD)端面抽运掺铥钬钒酸钆(Tm/Ho:GdVO4)激光器实验。通过实验,实现了2μmTm/Ho:GdVO4激光器的运转,在抽运功率14W时,激光输出功率3.5W,光-光转换效率25%,阈值抽运功率838mW,理论和实验有很好的一致性。同时也对实验中观测到的上转换绿荧光现象进行了定性的分析。     

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。     

Improved luminescent properties of SrZn2(PO4)2:Sm3+ doped with Li+, Na+ and K+ ions

SrZn2(PO4)2:Sm3+ phosphor was synthesized by a high temperature solid-state reaction in atmosphere. SrZn2(PO4)2:Sm3+ phosphor is efficiently excited by ultraviolet (UV) and blue light, and the emission peaks are assigned to the transitions of 4G5/2-6H5/2 (563 nm), 4G5/2-6H7/2 (597 nm and 605 nm) and 4G5/2-6H9/2 (644 nm and 653 nm). The emission intensities of SrZn2(PO4)2:Sm3+ are influenced by Sm3+ concentration, and the concentration quenching effect of SrZn2(PO4)2:Sm3+ is also observed. When doping A+ (A=Li, Na and K) ions, the emission intensity of SrZn2(PO4)2:Sm3+ can be obviously enhanced. The Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) color coordinates of SrZn2(PO4)2:Sm3+ locate in the orange-red region. The results indicate that the phosphor has a potential application in white light emitting diodes (LEDs).     

Properties of a blue-emitting IR pumped YF3:Yb, Tm diode

A practical blue-light-emitting diode using the IR pumped phosphor YF3:Yb, Tm is described. The emission spectrum of the coated GaAs:Si diode exhibits peaks at 4750, 6450, 7000, 8000, and 9500 Å. Visually, the unfiltered emission appears blue with a purple cast due to the red 6450 Å peak. A luminance as high as 60 fL in the blue has been achieved using reasonable current densities for the pump diode.     

纳米粉体Y2O3:Ti 3+ , Eu3+的光谱性能

采用共沉淀法在氮氢气氛中制备出Y₂O ₃:Ti ³⁺, Eu ³⁺纳米粉体,测量了它的XRD、激发与发射光谱,观测了形貌。通过与Y₂O ₃:Ti ³⁺纳米粉体的光谱比较分析,发现Y₂O ₃中的Ti ³⁺至Eu³⁺存在能量传递,以致紫外至蓝光区域的光,均能使Eu³⁺经5D0→7F2等跃迁通道发射出610nm左右的荧光,于是增强了粉体在红橙光区发光的比重,因此可以调节粉体的发光性能。Y₂O ₃:Ti ³⁺纳米粉体的吸收带从紫外延伸到蓝光区,强荧光带覆盖了整个可见光区,这预示它有望成为新一代白光LED或汞灯的光转换荧光粉。     

Tm:Yb:KY(WO4)2晶体蓝光上转换

利用顶部籽晶提拉(TSSG)法生长了Yb3 ,Tm3 共掺KY(WO4)2晶体,在室温下测量了290～1200nm内晶体的吸收光谱。根据上转换模型研究了晶体中Yb3 向Tm3 进行能量传递的机制并对晶体中跃迁能级进行了指认,建立了简单的速率方程。计算得出Yb3 离子向Tm3 离子的能量传递效率接近于1。在974nm激光二极管抽运下观察到Tm3 离子的波长为476nm蓝色上转换发光。利用Fadenbrug-luechtbauer方法计算了1G4到3H6能级跃迁的发射截面积,其最大发射截面积约为1.51×10-20cm2。     

高效连续Nd:LuVO4-BiBO 深蓝激光器

Nd:LuVO4 晶体因具有相比于Nd:YVO4 和Nd:GdVO4 晶体更大的吸收和发射截面而受到广泛关注.一种高效的泵浦方式因此而产生:将Nd3+离子直接泵浦到4F3/2激光上能级来改善激光器参数,不仅可以减小激光器的阈值,提高激光器的斜效率,并且可以降低非辐射跃迁过程中所产生的热量.利用888 nm 激光二极管直接泵浦Nd:LuVO4 晶体,实现三能级Nd:LuVO4激光器.当入射泵浦功率为18.6 W 时,916 nm 的输出功率为2.5 W,激光器的阈值功率为4.7 W,相应的斜效率为17.8%.入射泵浦功率不变的情况下,获得的最大蓝光输出功率为743mW.蓝光输出功率的稳定性高于3%.光束质量M2的值为1.12.     

Lamp phosphors and color gamut in positive-column gas-discharge cells for TV displays

Phosphors suitable for a full-color TV display in recently reported new high-luminance (360-fL green) high-efficiency (3.4-lm/W) gas-discharge cells have been determined: blue Sr5Cl(PO4)3Eu⁺², green Zn2SiO4:Mn⁺², and red Y2O3Eu⁺³. A decrease in color gamut with increasing current density has been measured and related to gas-discharge effects rather than phosphor saturation, using experimental results and a simplified model calculation. Aging of the green phosphor was measured and its causes are discussed.     

2μm激光晶体Ho:YAP理论及实验分析

介绍了一种适合于掺杂Ho3+的激光基质,Ho:YAlO3(Ho:YAP)。这种基质相对于现阶段常用的Ho:YAG、Ho:YLF、Ho:GdVO4有着较为明显的优势,吸收谱线较宽、吸收截面大、各向异性、生长周期短、输出功率不易饱和等。通过计算证明了Ho:YAP作为激光晶体的可能性,并实验研究了Ho:YAP这种新激光晶体的输出特性。当注入Tm:YLF的功率为15.6 W时,得到8.57 W连续输出的、波长为2 118 nm的Ho:YAP激光。斜率效率达到63.7%,Tm:YLF到Ho:YAP的转换效率为54.5%,光束质量因子M2为1.39。