YNbO_4粉末材料中Er^(3+)发光研究及其光谱性质J-O计算

为了研究Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂YNb O4粉末材料上转换发光特性,采用J-O理论计算了该材料的光谱性质。根据吸收谱各吸收峰面积拟合出谱线强度参数,并根据谱线强度参数计算出理论振子强度和实验振子强度,得到两者均方差为δrms=3.916×10-7。计算了YNb O4粉末材料中Er^(3+)粒子的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命等参数,并计算得到了Er^(3+)离子从能级2H11/2、4S3/2和4F9/2到基态辐射跃迁的受激发射截面。研究结果表明YNb O4材料是一种优良的上转换基质材料。

Er^(3+)/Tm^(3+)/Yb^(3+)共掺杂BaGa2ZnO5粉末的上转换发光

对Er^(3+)/Tm^(3+)/Yb^(3+)共掺杂BaGa_2ZnO5粉末的上转换发光特性进行了研究。首先,通过不同的制备工艺研究了BaGa2ZnO5粉末的生成条件。XRD分析表明,由于ZnO的高温分解,必须密封烧结并增加ZnO用量才能制备出BaGa2ZnO5。其次,测量了Er^(3+)/Tm^(3+)/Yb^(3+)共掺杂BaGa2ZnO5粉末在980nmLD激发下的上转换发射光谱,发现存在8个较强上转换发射峰,其中480nm和798nm对应于Tm^(3+)离子能级跃迁,其他上转换峰对应于Er^(3+)离子能级跃迁。另外,测量了980nmLD不同激发功率对应的上转换发射峰强度,并根据激发功率-上转换强度曲线拟合得到了各发射峰对应的多光子吸收过程。最后,根据上转换发射光谱和CIE1931标准数据计算了样品粉末的色坐标为(x=0.4151,y=0.4794) ,比较接近白光色坐标,说明所制备的粉末样品具有产生上转换白光的前景。

Nd^(3+)/Yb^(3+)掺杂YNbO_4粉末上转换发光特性

采用高温固相法,以50Nb_2O_5-40Y2O_3-2Nd2O_3-8Yb_2O_3的量比在1 300℃下制备Nd^(3+)/Yb^(3+)掺杂YNbO_4粉末样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品光谱特性。由吸收谱中各吸收峰面积计算得到谱线强度参数Ωλ(λ=2,4,6),进而得出理论振子强度及实验振子强度,二者均方根偏差δ_(rms)=1.618×10-7。计算了Nd^(3+)能级4F3/2→4IJ'(J'=15/2,13/2,11/2,9/2)跃迁几率、跃迁分支比和能级寿命。4F3/2→4I11/2跃迁分支比最高(56.91%),对应波长1 062 nm。且亚稳态4F3/2能级寿命较长,为1.435 2 ms,适合作为上转换中间能级。在980 nm半导体激光器激发下,观测到波长为487,541,662 nm上转换发光,分别对应于Nd^(3+)的2G9/2→4I9/2、4G7/2→4I9/2和4G7/2→4I13/2辐射跃迁。通过样品上转换发射功率与激光器工作电流进行的曲线拟合,得到吸收光子数目依次为2.06,1.99,2.15,确定3个发射峰均对应于双光子吸收。

Yb^(3+)/Er^(3+)共掺ZnF_2粉末上转换发光特性研究

为了研究ZnF_2作为基质材料、稀土离子Yb^(3+)和Er^(3+)共掺摩尔分数不同时的发光性能,采用高温固相法,在820℃时制备稀土掺杂ZnF_2样品,并对各个样品进行上转换发射光谱测试。将激发功率与上转换发射功率进行曲线拟合,确定Yb^(3+)和Er^(3+)光子吸收过程。结果表明,在980nm半导体激光器激发下,样品在可见光区域内存在533nm,555nm和655nm 3个上转换发射峰,发射的红光强度大于绿光强度,吸收光子数目依次为1.73,1.75,1.88,确定3个发射峰均对应于双光子吸收。此研究说明稀土离子掺杂ZnF_2材料将在上转换红色荧光粉领域有重要的应用前景。

ErFeO_3材料制备及激光隐身性能研究

对ErFeO_3材料的制备以及其对可见光和激光的隐身性能进行了研究。通过采用高温固相法,制得了在不同煅烧温度下的材料样品。通过对XRD图、漫反射光谱的分析,发现对激光吸收起主要作用的成分是ErFeO_3。煅烧温度为1300℃,厚度约为0.2 mm的材料样品在1.55μm处的吸收率达到了37.5%。反射光束的空间分布近似于朗伯余弦分布,且当入射功率小于80μW时,材料样品对激光吸收良好,而当大于80μW时,吸收达到饱和。宏观上,材料样品呈现土红色,所研究的ErFeO_3材料兼具可见光和激光隐身的效果。

激光隐身材料ErCrO_3制备及性能研究

研究了ErCrO_3材料制备工艺并对其激光隐身特性进行了评估。通过对不同煅烧温度制备材料的XRD比较发现,当温度达到1300℃,能完全生成ErCrO_3;从漫反射光谱可以看到在1.06μm和1.55μm处有较强的吸收;当材料厚度约为0.2mm时,对1.55μm最大吸收率大于60%,并且材料反射光在空间分布近似朗伯分布;而当入射激光功率增加时,材料的空间反射率呈现非线性,在阈值功率以下几乎全部吸收,而在阈值功率以上,吸收饱和。所研制的ErCrO_3材料可以用于可见光隐身和激光隐身。

激光投影系统设计

投影技术发展日新月异,但以普通光源作为投影光源依然满足不了人们的要求,激光单色性好、能量集中等特点使其在激光投影等各个领域拥有广阔的应用前景。所设计激光投影系统主要以DSP微处理器为控制核心,上位机软件图像处理数据为信号源,激光作为投影光源,实现对输入图像轮廓的投影显示。系统主要分为三部分:上位机软件、DSP微处理器以及扫描振镜;上位机软件采用C#编程实现输入图像的轮廓提取以及串口发送功能,DSP微处理器则通过控制扫描振镜完成图像的显示。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂YNbO_4粉末材料红绿光上转换研究

为了研究Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂YNbO_4粉末材料的上转换发光特性,在不同煅烧温度下制备了粉末样品,通过XRD测试,确定了生成YNbO_4材料的最佳温度;另外,通过测量980 nm LD激光激发下粉末样品的发射光谱,发现所制备粉末在可见光区域主要有三组发射峰,分别对应于电子从Er^(3+)能级~2H_(11/2),~4S_(3/2)和~4F_(9/2)到基态~4I_(15/2)的辐射跃迁;最后,通过对LD激发电流与发射功率曲线拟合,发现三组上转换发射峰均对应于双光子吸收。