X射线激发Ce^3＋掺杂硼酸盐玻璃的闪烁发光

实验研究了Ｃｅ＾３＋掺杂６４Ｂ２Ｏ３－３６ＢａＯ,７５Ｂ２Ｏ３－２５Ｌａ２Ｏ３玻璃的闪烁发光。在８０ｋＶ加速电压、阳极电流为５ｍＡ的高能Ｘ射线激发下闪烁光强为同要条件下闪烁晶体Ｎａｌ（Ｔｌ）的３％～４％。对影响闪烁光输出的因素进行了分析。结果表明,Ｃｅ＾３＋的自吸收和Ｃｅ＾４＋离子的荷移吸收是降低闪烁光输出的主要因素;含镧硼硅酸盐玻璃系统可作为发展高密度玻璃有希望的系统;闪烁玻璃的制备技术对提高闪     

x射线激发Ce3+掺杂硼酸盐玻璃的闪烁发光

实验研究了Ce3+掺杂64B2O3-36BaO,75B2O3-25La2O3玻璃的闪烁发光。在80kV加速电压、阴极电流为5mA的高能X射线激发下闪烁光强为同样条件下闪烁晶体Nal(Tl)的3％～4％。对影响闪烁光输出的因素进行了分析。结果表明,Ce3+的自吸收和Ce4+离子的荷移吸收是降低闪烁光输出的主要因素;含镧硼硅酸盐玻璃系统可作为发展高密度玻璃有希望的系统;闪烁玻璃的制备技术对提高闪烁光输出起着重要作用。     

Ce~(3+)和Y~(3+)掺杂对Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

在还原气氛下,采用高温固相法合成了Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Rs~(3+) (R~(3+)=Ce~(3+),Y~(3+))系列荧光粉.结果表明,少量稀土离子的掺入没有改变晶体的物相结构.在Ca_2MgSi_2o_7:Euz~(2+)荧光粉中,Ce~(3+)和y~(3+)的掺入对荧光强度的影响较大,且与掺杂元素、掺杂量相关.当掺杂Ce~(3+)和Y~(3+)的量分别为0.007mol和0.05mol时,所得荧光粉在532nm处的发光强度分别是未掺杂时的127%和117%.结果表明,在Ca_2MgSi_2O_7中Ce~(3+)与Eu~(2+)存在能量传递,Ce~(3+)的加入显著敏化了Eu~(2+)的发光,导致荧光强度的进一步提高;Y~(3+)的掺杂可以使荧光粉的粒径减小,并导致基质中的电荷缺陷而敏化Eu~(2+)发光,从而使荧光强度进一步提高.     

A/C比对Ce~(3+)掺杂的Al-Ca-Ba闪烁玻璃发光性能的影响

选取了具有良好化学稳定性的Al-Ca-Ba玻璃系统作为闪烁体的基质系统,研究了Ce3+在该玻璃系统中的发光特性以及该玻璃系统中A/C(Al2O3/CaO)比值对发光性能的影响。研究结果表明,Ce3+在Al-Ca-Ba玻璃系统中的发光较其它玻璃系统激发与发射波长均发生了明显的红移效应,Stokes位移变大,原因跟该玻璃系统较高的光碱度相关;Al-Ca-Ba玻璃闪烁体中A/C比值对发光性能具有非常重要的影响,其比值处于12CaO.7Al2O3这一低熔区域范围内,发光性能最好。     

Ce3+掺杂闪烁玻璃的研究进展

闪烁玻璃由于制备工艺简单,尺寸灵活可控,成本低廉等优点,有望成为中国环形正负电子对撞机(CEPC)中强子量能器的候选材料。其中,以Ce³⁺发光中心掺杂闪烁玻璃有较好的闪烁性能。玻璃基质可以分为氧化物玻璃、卤化物玻璃和微晶玻璃。本文根据Ce³⁺掺杂不同玻璃基质分类,重点关注了Ce³⁺掺杂闪烁玻璃的光学透过率、光产额、衰减时间等闪烁性能和抗辐照特性。并且,总结了国内外以及闪烁玻璃合作组的最新研究成果。针对不同玻璃体系的研究现状,从玻璃组成与制备工艺等两个方面探讨了玻璃性能提升手段。最后,对Ce³⁺掺杂闪烁玻璃未来的研究发展方向做出了展望。     

真空紫外光激发下Tb~(3+)激活的稀土正硼酸盐的发光

报导了Tb3+、Ce3+激活的稀土正硼酸盐的真空紫外光谱。分析了Ce3+的4f75d能级随基质结构、基质阳离子的变化,讨论了温度、Tb3＋离子的浓度对发光的影响以及Ce3＋－Tb3＋间的能量传递.     

Gd~(3+)对(Y,Gd)BO_3:Eu~(3+)发光性质的影响

采用共沉淀法制备了YGB:Eu~(3+)红色荧光粉.XRD研究表明,Gd~(3+)的掺入使其晶胞参数增加,并引起一定程度的晶格畸变.YGB:Eu~(3+)中Eu~(3+)的VUV激发发射主要借助于基质吸收,而CTS亦起一定作用.YGB:Eu~(3+)的基质吸收带与CTS均有一定的红移,强度有一定变化.在UV区存在Gd~(3+)→,Eu~(3+)的能量传递.由于Eu~(3+)5s5p轨道对晶场的屏蔽作用,Gd~(3+)浓度基本不影响发射峰的位置.Gd~(3+)浓度的增加,色纯度有一定的改善.Gd~(3+)的掺入影响了晶体对称性并使晶体中A格位数目增加是主要原因.适度的晶格畸变有利于基质对能量的吸收,使Eu~(3+)辐射效率达到最大,适宜的Gd~(3+)的浓度约为0.3mol.     

B位Zr~(3+)掺杂CaTiO3_:Pr~(3+)红色发光材料的发光性能研究

制备了不同Zr/Ti比的CaTi1-xZrxO3∶Pr3+(x=0～0.07)系列红色发光材料。采用X射线衍射检测了样品结构,测量了样品的激发光谱、发射光谱和反射光谱特性,讨论了B位Zr掺杂对CaTiO3∶Pr3+发光性能的影响。结果表明,Zr掺杂使样品在612nm处的红光发射强度大大提高。当x=0.025时,样品发光强度达到最强,是CaTiO3∶Pr3+发光强度的299%。发光强度的提高是由于Zr的加入使基质中电荷转移态位置处于导带和Pr3+的4f5d能级之间,使能量传递通道得到增加而导致的。     

Dy~(3+)/Tb~(3+)掺杂高钆镥闪烁玻璃光谱性能

用高温熔融法制备了Dy3+/Tb3+掺杂的高钆镥氟氧化物闪烁玻璃样品,测试分析了其吸收光谱、激发与发射光谱及衰减曲线等。研究了Dy3+和Tb3+离子浓度增加对Tb3+离子发光的影响以及Dy3+离子的浓度猝灭效应;通过IH理论模型分析了Dy3+和Tb3+离子的能量传递方式和能量传递效率。结果表明Dy3+离子对Tb3+离子发光具有敏化作用,随着Dy3+离子浓度增加敏化作用增强,但是当Dy3+离子的浓度达到2%(摩尔分数)以上时,随着Dy3+离子浓度的增加,Tb3+离子的发光强度降低;Dy3+和Tb3+离子的能量传递方式为无辐射能量传递方式,且能量传递效率可以达到60%以上。     

Ho~(3+)掺杂Ge-Ga-S-CsI玻璃中红外发光性能研究

采用熔融冷却法制备了系列不同Ho3+离子掺杂浓度的Ge-Ga-S-CsI玻璃样品,测试了样品的折射率、吸收光谱以及中红外荧光光谱和Ho3+离子5I6能级荧光寿命.应用Judd-Ofelt理论计算了Ho3+离子在该基质玻璃中强度参数Ωi(i=2,4,6)、能级跃迁振子强度fcal、自发跃迁几率Arad等光谱参数.计算了Ho3+:5I5→5I6(3.86μm)和5I6→5I7(2.81μm)跃迁的多声子驰豫速率.讨论了中红外荧光特性与Ho3+离子掺杂浓度之间的关系.结果表明,在900nm激光泵浦下观察到了2.81和3.86μm两处中红外荧光,分别对应于Ho3+:5I6→5I7和5I5→5I6跃迁,当Ho3+离子掺杂浓度从0.5wt%增加到1.0wt%时,两处中红外荧光强度都随相应增加,计算的Ho3+:5I5→5I6和5I6→5I7跃迁多声子驰豫速率分别为29s-1和34s-1.     

闪烁玻璃的研究进展

简要回顾了近年来国际国内闪烁玻璃领域在制备工艺、性能、机理和新材料探索方面的研究情况,阐述了各类无机闪烁玻璃的研究情况,重点介绍了几种近年来主要研究的无机闪烁玻璃,并且分析了无机闪烁玻璃的未来研究方向。     

Ho3+掺杂浓度对氟化镓铟玻璃上转换发光性质的影响

本文制备了掺不同浓度Ho^3＋氟化镓铟玻璃为基质的上转换发光材料20GaF3-15InF3-20CdF2-15ZnF2-（20-x）PbF2-10SnF2-xHoF3（x=0.1,0.3,0.5,1.0,1.5,2.0）,通过对样品的吸收、发射光谱和发光衰减过程的研究,认为在643nm激发下,^5G5→^5I8（422nm）、^5F3→^5I8（480nm）和^5S2→^5I8（520nm）三个发光为双光子上转换发光.在726nm激发下,^5F3→^5I8（483nm）和^5F4（^5S2）→^5I8（540nm）为上转换发光,其中483nm属于双光子过程,540nm是雪崩上转换.     

掺钕硼酸锂激光玻璃的光学吸收特性

掺杂稀土元素的激光玻璃由于本身的优点广泛应用于核聚变、高功率激光放大器和光纤激光器等领域。利用椭偏仪和TU-1901紫外可见分光光度计分别对掺钕硼酸锂的折射率、透射和反射等光学性质进行了研究,进而得到掺钕硼酸锂玻璃的折射率、透射光谱、反射光谱、吸收光谱,并对其进行了分析。发现材料在632.8nm波长处折射率为1.684,消光系数为0.056;吸收光谱主要有4个吸收峰,在可见光范围内吸收峰与Nd∶YAG的主要吸收峰大致相同,吸收截面分别为1.45×10-20cm2、1.98×10-20cm2、1.92×10-20cm2、1.94×10-20cm2。     

烧结温度对硼硅基质荧光玻璃发光性能影响

采用共烧结法制备了硼硅基质Ce: YAG荧光玻璃,研究了烧结温度在600℃~900℃范围内, Ce: YAG荧光玻璃的发光强度变化和色坐标漂移规律。结果表明, 随着烧结温度的升高, Ce: YAG荧光玻璃发光强度先增强后减弱, 700℃烧结时, 荧光玻璃获得最大发光强度; 超过850℃烧结时, 荧光玻璃无发光性能; 同时, 色坐标(x, y)发生漂移, 且比相同烧结温度的荧光粉漂移幅度大。通过X射线粉末衍射仪、差示扫描量热分析仪和X射线光电子能谱分析仪测试分析表明: 随着烧结温度升高, 荧光粉中的Ce³⁺被玻璃基质氧化成Ce⁴⁺, 玻璃液体腐蚀破坏了荧光粉YAG晶体结构, 降低了荧光玻璃的发光强度, 从而导致色坐标劣化漂移。     

Ce-YAG微晶玻璃的制备及其发光性能

采用高温固相熔融法在弱还原气氛下制备了Ce3+离子掺杂的Y2O3-A12O3-SiO2(SAY)系基础玻璃,并在1250℃~1300℃热处理一定时间制备了晶相为YAG的黄色微晶玻璃。通过XRD、SEM研究了微晶玻璃的结构及相组成;激发和发射光谱分析了Ce3+离子在玻璃及微晶玻璃不同基质中的发光特性,以及Al2O3/Y2O3摩尔比对微晶玻璃样品发光性能的影响。结果表明:基础玻璃经热处理能得到Ce-YAG微晶玻璃,晶粒大小在80~120nm范围内,晶粒发育良好。该微晶玻璃样品能被450nm有效激发,并在530nm处有宽带发射峰,归属于Ce3+的5d-4f(2F2/7)。该微晶玻璃在LED照明领域中有很大的应用开发价值。Al2O3和Y2O3的摩尔含量变化对微晶玻璃发光性能有较大影响,在Al2O3/Y2O3的摩尔比为1.5时,样品的发光性能最佳。     

面向太阳光全光谱应用铒掺杂硫卤玻璃上转换发光特性研究

使用熔融淬冷法制备了Er³⁺掺杂Ge-Ga-S-CsBr硫卤玻璃, 研究了其在1550 nm激光激发下的上转换发光特性, 观察到强的波长中心位于525和545 nm绿色发光及弱的中心波长位于660 nm红色发光, 也观察到了中心波长分别位于810和980 nm的红外上转换发光。基于泵探光功率关系和能级寿命测试研究了发光机理, 发现中间态能级寿命的延长是上转换发光效率增强的根本原因。使用全光谱光源测试了Si太阳能效率, 当使用上转换发光层时, 太阳能电池平均效率从7.28%上升至7.32%。结果显示所探索的稀土掺杂硫卤玻璃有望应用于硅太阳能电池效率增强领域。     

掺铒氧氟碲酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了掺铒氧氟碲酸盐玻璃的吸收光谱和上转换发光光谱，分析了Er^3 离子在氧氟碲酸盐玻璃中的上转换发光机理．结果表明：通过975nm的激光二极管(LD)激发，在室温下同时观察到强烈的绿光(524和545nm)和红光(655nm)，分别是由于Er^3 离子^2H11／2→I15／2，^4S3／2→I15／2，和^4F9/2→I15／2跃迁．随PbF2含量增加，绿光的发光强度增加趋势较小，而红光的发光强度增加趋势大于绿光．上转换发光机理主要涉及能量转移和激发态吸收，强烈的绿光和红光激发都是由于双光子吸收过程．     

无容器制备Er3+/Yb3+共掺La2O3-TiO2-ZrO2玻璃及其上转换发光研究

利用无容器技术制备了(La_0.94-xEr_0.06Yb_x)(Ti_0.95Zr_0.05)_2.25O₆(x=0~0.24, 间隔0.04)球状透明玻璃, 其稀土离子掺杂浓度最大值达到30%。通过DTA分析发现, 玻璃具有很好的热稳定性, x=0时玻璃化转变温度T_g和析晶起始温度T_o分别为818℃和906℃, ΔT(ΔT= T_o-T_g)为88℃, 玻璃形成能力较低。随着Yb³⁺浓度提高, T_g、T_o和ΔT逐渐下降, 说明Yb³⁺降低了玻璃的热稳定性和形成能力。利用紫外可见分光光度计测定了样品的吸收/透过光谱, 玻璃在975 nm具有很强的吸收峰, 表明Yb³⁺可以有效提高玻璃对入射光的吸收强度; 在可见光范围内除特征吸收外具有近70%的透过率, 说明玻璃具有良好的透可见光性能, 有望获得高强上转换发光输出。上转换荧光光谱研究表明: 在980 nm激光泵浦下, 获得了中心位于535、554和672 nm处的绿、红发光带, x=0.16的发光最强, 672 nm处的红光强度是x=0的近130倍。上转换发光强度与泵浦功率关系的分析表明: 535、554 nm处的绿光和672 nm处的红光发光均是双光子发光过程。     

Luminescence properties of potassium chloride activated with Ce under vacuum ultraviolet excitation

采用水热蒸发法制备了KCl∶Ce3＋荧光粉。测量并分析了材料在室温下的真空紫外激发光谱及相应的发射光谱。结果表明激发谱显示6个峰,峰位分别为149、194、206、219、233和251nm。其中149nm的激发峰是基质吸收引起的;194、206、219、233和251nm是Ce3＋离子的4f→5d跃迁引起的。发射峰显示双峰结构,峰位分别是311和326nm。此峰对应于Ce3＋离子的5d→4f（2F5/2,2F7/2）跃迁。