Ho3+\Yb3+\Tm3+\Ce3+共掺铋碲酸盐玻璃的2μm发光性能

通过高温熔融法制备了Ho3+\Yb3+\Tm3+\Ce3+共掺铋碲酸盐玻璃(60Bi2O3-20TeO2-10ZnO-10BaF2)并测试分析了其热稳定性、拉曼散射性能、吸光性能与受激发射性能。研究了Ce3+浓度对2μm发光的影响。根据Judd-Ofelt理论,分析计算了Ho3+的各项光谱参数,计算了Ho3+的吸收截面与发射截面。研究结果表明,在980nmLD激发下,当掺杂0.6mol%Ce3+时,2μm发射峰强度增加60%。Ho3+∶5I7能级的寿命达5.02ms,2μm处的最大发射截面为0.49×10-20cm2。这些性能表明Ho3+\Yb3+\Tm3+\Ce3+共掺铋碲酸盐玻璃是一种良好的2μm激光玻璃。

Al^(3+),Ba^(2+)掺杂YF_3∶Er^(3+),Yb^(3+)的上转换发光性能

为了在激光防伪领域提高上转换材料的发射强度,采用高温固相法制备Al^(3+)、Ba^(2+)掺杂YF_3∶Er^(3+),Yb^(3+)材料。Al^(3+)、Ba^(2+)都会引起主晶格收缩现象,降低稀土离子周围局部晶体场对称性,增大4f^N内跃迁几率。由980 nm激发的上转换发射光谱可知,Al^(3+)掺杂摩尔分数为1.7%时,548 nm绿光和660 nm红光发射强度分别是不含Al^(3+)样品的1.1倍和1.4倍;Ba^(2+)掺杂摩尔分数为0.8%时,绿光和红光强度分别是不含Ba^(2+)样品的2.8倍和2.2倍。并通过X射线衍射(XRD)探讨Ba^(2+)含量对晶相的作用。通过差热分析(DTA)、发射光谱、XRD、扫描电子显微镜(SEM),对于最佳掺杂比例样品,烧结温度为955℃时发光性能、结晶度、晶粒生长较好。通过荧光寿命曲线以及上转换发射强度与激发电流的拟合结果,探讨548 nm绿光和660 nm红光的发光机理,并阐述980 nm激发YF_3∶Er^(3+),Yb^(3+)材料的能级跃迁过程。

Mg^(2+)的掺杂对YF_3:Er^(3+),Yb^(3+)材料上转换发光的影响

采用高温固相法制备Mg^(2+)掺杂YF_3:Er^(3+),Yb^(3+)材料,以增大其在激光防伪领域的发射强度。通过980 nm半导体激光器激发的上转换发射光谱,可知Mg^(2+)含量为1.0mol%时,其548 nm绿光和660 nm红光强度分别是未掺杂Mg^(2+)样品的1.5倍和1.4倍。Mg^(2+)的掺杂使得晶格产生收缩,降低Er^(3+)和Yb^(3+)周围晶体场对称性,增大4f-4f跃迁几率。并通过X射线衍射(XRD)探讨Mg^(2+)含量对晶相的影响。通过差热分析(DTA)、发射光谱、XRD、扫描电子显微镜(SEM),对于Mg^(2+)含量均为1.0mol%但不同烧结温度的样品,合成温度为940℃时光强、结晶度、晶粒生长较好。通过荧光寿命曲线以及发射强度与激发电流的拟合结果,探讨548 nm绿光和660 nm红光的发光机理,并分析980 nm激发YF_3:Er^(3+),Yb^(3+)材料的能级跃迁过程。

Ba^(2+),Al^(3+),Sr^(2+)掺杂YF_3∶Ho^(3+),Yb^(3+)上转换发光的研究

为了提高上转换材料在激光防伪领域的绿光发射强度,采用高温固相法制备Ba^(2+)、Al^(3+)、Sr^(2+)掺杂YF_3∶Ho^(3+),Yb^(3+)材料。通过980 nm近红外激发的上转换发射光谱,可知Ba^(2+)、Al^(3+)、Sr^(2+)的掺杂都会使得晶格收缩,降低稀土离子周围晶体场的对称性,其546 nm绿光强度分别是未掺杂该金属离子样品的1.6倍、1.1倍、1.2倍。并根据X射线衍射(XRD)探究Ba^(2+)含量对晶相的作用。通过差热分析(DTA)、上转换发射光谱、XRD、扫描电子显微镜(SEM),结果表明:对于最佳Ba^(2+)、Al^(3+)、Sr^(2+)掺杂含量但不同烧结温度的样品,当合成温度为940℃时发光性能、结晶度和晶粒生长较好。通过发射强度与激发电流的拟合结果,说明546 nm绿光是双光子吸收过程,并阐述980 nm激发YF_3∶Ho^(3+),Yb^(3+)发光材料的能级跃迁过程。

Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)共掺SiO_2-Bi_2O_3-AlF_3-BaF_2玻璃发光性能

采用高温熔融法制备了Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)共掺的铋硅酸盐50SiO 2-40Bi_2O_3-5AlF_3-5BaF_2玻璃。研究了在808 nm激光器(Laser Diode)激发下Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)共掺的铋硅酸盐在2 060 nm处的发光性能,同时测试及分析了该铋硅酸盐玻璃的差热特性、吸收光谱及荧光光谱。根据吸收光谱以及Judd-Oflet理论,计算了Ho^(3+)的Judd-Oflet强度参数Ωt(t=2,4,6)以及Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)相应的吸收截面。铋硅酸盐玻璃中,Tm_2O_3、Er_2O_3和Ho_2O_3掺杂浓度分别为0.75%、1.0%和0.5%时,2 060 nm处Ho^(3+)∶5I7→5I8发射峰强度达到最大。对Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)3种离子的光谱性质和离子间可能存在的能量传递也做了分析。Ho^(3+)在1 953 nm处的最大吸收截面σabs为9.08×10-21 cm^2,在2 060 nm处的最大发射截面σem为1.168×10-20 cm^2,辐射寿命τmea为2.75 ms,具有良好的增益效应σemτ(3.212×10-20cm^2·ms)。

SiO_2-Bi_2O_3-BaF_2-AlPO_4玻璃掺杂Ho^(3+)/Tm^(3+)/Yb^(3+)的发光性能

以铋硅酸盐玻璃(SiO_2-Bi2O_3-BaF_2-AlPO_4)为基质,通过掺杂Ho^(3+)、Tm^(3+)、Yb^(3+)稀土离子,制备激光波长为2μm的光纤激光器。对玻璃的声子能量、物理和光学性能进行了研究,确定基质配方为50SiO_2-40Bi_2O_3-5BaF_2-5AlPO_4(SBBA,其中化学式前的系数为对应物质的摩尔分数,下同)。在玻璃基质中分别掺杂0.5Ho_2O_3-2.0Yb_2O_3(HY)、0.5Ho_2O_3-0.5Tm_2O_3-2.0Yb_2O_3(0.5HTY)及0.75Ho_2O_3-0.75Tm_2O_3-3.0Yb_2O_3(0.75HTY),研究了980nm激发波长下样品的吸收、发射光谱和Judd-Oflet理论光谱参数。研究发现SBBA-0.75HTY中Ho^(3+)的吸收截面、发射截面(σem)、FWHM(半峰宽)×σem数值最大,分别为7.38×10^(-21)、10.54×10^(-21) cm^2和19.71×10^(-26) cm^3。掺入Tm_2O_3改善了玻璃激光器性能,且当Yb^(3+)/Tm^(3+)/Ho^(3+)物质的量之比一定时,增加稀土离子含量,可加强红外发光及增益效果。

Ho^(3+)和Tm^(3+)共掺铋硅酸盐玻璃发光性能的研究

通过高温熔融法制备了Ho^(3+)/Tm^(3+)共掺杂的Bi_2O_3-SiO2-AlF_3-BaF_2(BSF)玻璃。分析了基质玻璃Bi_2O_3-SiO_2-AlF_3-BaF_2的声子能量和热稳定性;根据808 nm激光二极管激发下的荧光光谱,得到了Ho_2O_3和Tm_2O_3的最佳掺杂浓度,详细分析了Ho^(3+)和Tm^(3+)之间的能量转移机制;利用Judd-Ofelt理论计算了Ho^(3+)在2μm处的各项光谱参数。结果表明:基质铋硅酸盐玻璃具有声子能量低、共价性强和热稳定性高的性能。Ho^(3+)在铋硅酸盐玻璃中2.0μm处的最大发射截面为σ_e=1.25×10^(-20)cm^2,Ho^(3+):~5I_7能级的理论荧光寿命为4.065 ms,实际测量值为3.447 ms。这些优异的性能表明了Ho^(3+)/Tm^(3+)共掺的铋硅酸盐玻璃可作为2μm激光候选材料。

基于有效课堂管理的良好师生关系构建策略

本文从管理学角度论述了良好的师生关系对于有效课堂管理的重要性,并提出了初步对策。