钬镱掺杂波导适用型锗酸盐玻璃上转换荧光光子定量

制备了适用于钾钠离子交换波导的钬镱离子掺杂锗酸盐玻璃,采用荧光光谱绝对测试系统在975nm激光泵浦下对玻璃的上转换发光性能进行表征,解析出样品的绝对光谱功率分布,并计算了光量子数分布和荧光量子产率等绝对荧光参量.测试与计算结果表明,当Ho3+/Yb3+掺杂的锗酸盐玻璃在370℃的KNO3熔盐中热离子交换4h时,K+-Na+离子交换有效扩散系数为0.068μm2/min.锗酸盐玻璃样品中,Ho3+主要发出548nm绿光和660nm红光,其中红色上转换荧光为支配性发射.当激光激发功率密度为1 227 W/cm2时,660nm红光绝对光谱功率和净发射光量子数分别为28.03μW和9.26×1013 cps.此时,548nm绿光和660nm红光发射的荧光量子产率分别为0.17×10-5和2.41×10-5,可见区总荧光量子产率达2.61×10-5.净发射光子数与激发功率密度的双对数曲线斜率表明Ho3+/Yb3+掺杂锗酸盐玻璃的红色和绿色上转换发射均属双光子激发过程.基于波导适用型锗酸盐玻璃实施的钬离子上转换荧光发射的绝对化表征,为稀土光电功能材料的进一步研发提供了可依赖的数据参考.

铝锗酸盐玻璃中铒离子升频荧光光子定量

研究了波导适用型Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂铝锗酸盐玻璃的绝对光谱功率分布和净发射光子数分布,实现了稀土离子升频荧光参量的绝对量化。采用积分球配以电荷耦合器件(CCD)探测器系统对Er^(3+)离子升频荧光性能进行表征,解析出绝对光谱功率分布,进一步导出升频荧光净发射光子数与量子产率等荧光参数。结果表明,Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂铝锗酸盐玻璃在380!C的KNO_3熔盐中K^+-Na^+离子交换有效扩散速率为0.077μm^2/min。Er^(3+)经975nm抽运光照射,发射出绿光(548nm)与红光(661nm),其中红光为支配性发射。在激光功率密度为1227 W/cm^2时,红光光谱功率输出和净发射光子数分别可达47.86μW和16.03"10^(13) s^(-1)。相对于比较法给出的锗酸盐玻璃荧光量子产率量级10^(-6)~10^(-5),绝对光子定量测量能提供更精确的指标,使波导适用型铝锗酸盐玻璃中稀土升频荧光测试参数的准确性和可重复性得到显著提升。