Er3＋/Yb3＋共掺氟硅酸盐玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为

本文报道了一类组成为50SiO2-10Al2O3-20ZnF2-20SrF2-3YbF3-0.05ErF3(mol%)的氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为。XRD和TEM分析结果显示,玻璃陶瓷中均匀分布有尺度10~40nm的SrF2析晶相。光谱研究表明,玻璃陶瓷在Er3+激发峰波长377nm激发下存在Er3+向Yb3+的有效能量传递,可实现包括量子剪裁效应在内的波长变换功能。随着热处理温度的升高,玻璃陶瓷的近红外977nm发光逐渐增强,荧光寿命显著增长。

硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+的光谱特性

采用熔体冷却法制备了单掺Er3+和Yb3+的硼酸铋玻璃,并利用理论方法计算了硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+的光谱参数.详细分析了硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+离子光谱参数与玻璃组成和掺杂浓度的关系,并研究了Yb3+离子的辐射陷阱效应.实验表明,掺Er3+和Yb3+的硼酸铋玻璃是一种具有潜在发展前途的固体激光器和光纤放大器用激光材料.

YAG:Er3+粉体的sol-gel燃烧法合成与上转换发光研究

以柠檬酸作为络合剂和燃料,用sol-gel燃烧法,制备了(Y1-xErx)3Al5O12粉体(x=0.001、0.005、0.01、0.05、0.1).在800℃,粉体直接由无定形相转变为YAG单相.采用980nm的半导体激光器激发,YAG:Er3+发出较强的红绿光,且有两个主发射峰552.5nm和675nm.随着掺杂量的增加,发光强度先增加后减小,当Er3+掺杂量为5%(x=0.05)时,上转换发光强度最大.另外,对其上转换发光机制进行了讨论.

天香丹胶囊通过ERα调节细胞焦亡减轻H9C2细胞缺氧复氧损伤的机制研究

目的:探讨天香丹胶囊通过ERα调节NLRP3对H9C2细胞缺氧复氧损伤的影响。方法:体外培养心肌细胞,分为空白对照组、模型组、雌激素(E2)阳性对照组及天香丹胶囊含药血清低(5%)、高(15%)浓度组和天香丹胶囊含药血清(15%)+AZD9496(雌激素抑制剂)组、天香丹胶囊含药血清(15%)+MCC950(NLRP3抑制剂)组。CCK-8测定细胞活力;DCFH-DA荧光探针测定心肌细胞活性氧(ROS)水平;ELISA检测细胞上清中LDH、IL-1β、IL-18水平;Hoechst33342/PI双染评价细胞焦亡情况;Western Blot检测雌激素受体ERα和焦亡相关蛋白NLRP3、Caspase-1、GSDMD的表达。结果:与空白对照组比较,模型组细胞活力显著降低,ROS、LDH、IL-1β、IL-18水平及焦亡相关蛋白表达显著升高(P<0.05),PI红色荧光明显增强。与模型组比较,天香丹胶囊含药血清低、高浓度组细胞活力显著升高,ROS、LDH、IL-1β、IL-18水平及焦亡相关蛋白表达显著降低(P<0.05),PI红色荧光明显减弱,天香丹胶囊含药血清高浓度组细胞ERα蛋白表达显著升高(P<0.05)。AZD9496可逆转天香丹胶囊的作用。结论:天香丹胶囊可缓解心肌细胞缺氧复氧后损伤,减轻炎症反应,可能与调节ERα和NLRP3焦亡机制有关。

Er3+掺杂纳米TiO2的制备与光催化降解性能研究

利用溶胶-凝胶法合成不同Er3+掺杂量的TiO2光催化材料,考察了Er3+掺杂量(0%~1%)、焙烧温度(400~700℃)和焙烧时间(1~4 h)对TiO2光催化材料对亚甲基蓝溶液的降解率、物相组成和光催化性能的影响。研究结果表明,Er3+掺杂TiO2光催化材料的最优制备工艺为:Er3+掺杂量为0.5%、焙烧温度为500℃、焙烧时间为2 h。随着Er3+掺杂量的增加,光催化材料的晶粒尺寸不断减小;Er3+掺杂的光催化材料的平均晶粒尺寸会随着焙烧温度的升高而逐渐减小;在焙烧温度为500℃时,焙烧时间的延长不会造成光催化材料中TiO2相的晶型转变,但TiO2晶体的晶粒尺寸会不断长大。Er3+掺杂量为0%、0.5%和1%的光催化材料的禁带宽度分别为2.76、2.0 e V和2.47 e V,Er3+掺杂量为0.5%时光催化材料的禁带宽度最小,具有最高的光吸收范围。

Ho3+共掺杂对NaYTiO4∶Er3+发光粉上转换发光调控作用研究

采用固相法于1 100℃下成功制备了钙钛矿结构NaYTiO4∶Er^3+, Ho^3+上转换发光粉。借助980 nm激光器系统研究了发光粉的上转换发光(UCL)特性及掺杂离子对UCL色纯度的调控作用。上转换发光测试结果表明,发光粉的上转换发光由波长位于525~560 nm的绿光和640~680 nm的红光组成,分别源于Er^3+的2H11/2、4S3/2→4I15/2跃迁和4F9/2→4I15/2跃迁。Ho^3+共掺杂会显著改变发光粉UCL的光谱组成。Er^3+离子单掺时,上转换发光以绿光为主。随着Ho^3+离子的引入,发光粉红光发射占据主导,且红绿光强度分支比(IR/IG)随Ho^3+浓度的提高由0.97增大到6.30,呈现优异红光色纯度。上述现象可归因于Er^3+→Ho^3+的能量传递。Ho^3+共掺杂引起的4S3/2(Er^3+)+5I8(Ho^3+)→4I13/2(Er^3+)+5I6(Ho^3+)过程,为Er^3+离子绿光的猝灭提供了渠道,随后Er^3+的4I13/2→4F9/2激发态吸收导致了红光发射的显著增强。

1.55μm光纤放大器用掺Er3+碲酸盐玻璃光谱性能研究

制备了TeO2-BaO(Li2O,Na2O)-La2O3掺铒碲酸盐玻璃系统,测量玻璃的密度、折射率和DSC曲线,以及玻璃的吸收光谱和荧光光谱.由测得的密度和折射率等参数,应用Judd-Ofelt理论和McCumber理论,计算出碲酸盐玻璃的各光学性能参数与受激发射截面.且从测得热稳定性能较好的TBLE3荧光发射谱图中得到该碲酸盐玻璃荧光半高宽(FWHM)为～60nm,σepeak×FHWM值高达～600,明显大于掺铒硅酸盐玻璃和磷酸盐玻璃,表明该种碲酸盐玻璃是光纤发大器用的理想基质材料.

PSN-PMN-PT∶Er3+晶体Judd-Ofelt理论分析

为了探索Er^3+在铁电晶体场中的发光特性,采用高温溶液法生长了Er^3+掺杂Pb(Sc 1/2 Nb 1/2)O 3-Pb(Mg 1/3 Nb 2/3)O 3-PbTiO 3弛豫铁电单晶。该晶体在紫外-可见-近红外吸收光谱380~1800 nm波段出现了7个吸收峰;在980 nm泵浦光源照射下,该晶体的发射光谱出现了强绿光和强红光上转换发射带,分别对应于Er 3+的4S 3/2→4I 15/2和4F 9/2→4I 15/2跃迁;利用Judd-Ofelt理论计算了晶体的振子强度三参数(Ω2=2.54×10^-20 cm^2,Ω4=1.36×10^-20 cm^2,Ω6=2.38×10^-20 cm^2)以及Er^3+在PSN-PMN-PT晶体场中的跃迁几率、能级寿命和荧光分支比。研究结果表明PSN-PMN-PT∶Er 3+弛豫铁电晶体是一种新型发光晶体。

新型Al_2O_(3)-CaO-ZnO玻璃制备与Er^(3+)∶2.7 μm中红外发光性能

3 μm波段的中红外光纤激光器在生物医疗、环境监测和军事等领域具有重要的应用前景,在国内外受到了广泛的关注和研究。低声子能量、高效稳定的中红外玻璃作为光纤激光器的核心工作介质,是实现3 μm波段中红外激光的重要基础。本文采用熔融-淬冷法制备了掺Er^(3+)新型Al_2O_(3)-CaO-ZnO玻璃,通过热分析、拉曼光谱、透射光谱以及光致发光光谱等对玻璃的热力学、结构、透过波长范围和中红外发光性能进行了表征。结果表明,Al_(2)O_(3)-CaO-ZnO玻璃具有较高的玻璃化转变温度(~750℃)、较低的声子能量(~780 cm^(-1))以及较宽的透过波长范围(0.5~5 μm);在980 nm激光激发下,在掺Er^(3+)玻璃中观察到了明显的2.7 μm(Er^(3+)∶^(4)I_(11/2)→^(4)I_(13/2))波段荧光发射。研究结果表明Al_(2)O_(3)-CaO-ZnO体系玻璃是一种优良的中红外激光基质材料。

基于PLC1200的机器人分拣及装配系统设计

【目的】提高人工装配效率,设计一款机器人分拣及装配系统,实现工业机器人智能自动分拣。【方法】以埃夫特ER3-C30型工业机器人和西门子CPU1214C型号的PLC为控制核心,结合传感检测、视觉系统、变频器控制以及触摸屏等技术,设计了一款基于PLC1200与工业机器人控制的物料分拣系统,系统包括触摸屏界面、关联触摸屏、PLC、视觉系统、机器人信息传递相关量,采用博图15.1软件进行PLC编程,设计了工业机器人自动分拣程序,同时对系统进行测试。【结果】整个控制系统运行良好,编程方法可靠便捷,实现了工业机器人智能自动分拣,可以高效率完成物料的搬运和装配任务,值得推广应用。

ER69-3盘条退火过程晶界氧化问题分析与改进

ER69-3作为工程机械用70 kg级焊丝钢的代表牌号,其热轧盘条在720℃保温3.5 h退火后,经过机械除鳞和拉拔、镀铜等工序加工的焊丝表面出现“发黑”现象,“发黑”的焊丝表面存在较多裂纹缺陷,对应的退火盘条存在明显晶界氧化现象。通过单变量试验,确认退火盘条的晶界氧化主要是因为退火温度设定较高,在720℃时氧化铁皮中的氧从晶界向基体扩散,产生晶界氧化。试验通过降低退火温度至670℃或酸洗去除氧化铁皮后再进行720℃退火处理两种措施,均可保证退火后消除马氏体和贝氏体组织,同时确保退火盘条几乎不产生晶界氧化,解决了退火盘条加工过程中焊丝表面“发黑”的问题。

有机配体对NaBiF4:Yb3+/Er3+上转换纳米粒子形貌和发光性能的调控研究

本工作采用一锅溶剂热法分别制备了不同有机配体修饰的NaBiF4:Yb3+/Er3+上转换纳米粒子(UCNPs),并对其形貌和发光性能进行了研究。实验表明,有机配体的软模板和导向作用可调控UCNPs的粒径和形貌,且有机配体的缺陷钝化作用会使其发光增强。其中,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)修饰的UCNPs的增强效果最为显著,强度大约增加了9倍。此外,本研究进一步考察了该UCNPs在不同的温度和pH条件下的发光强度的变化规律。结果表明,在30~90℃之间,其发光强度随着温度的升高而降低;在强酸和强碱环境中,其发光强度显著降低,而在pH为5~6时,其发光强度最大。

激光粒度仪测定纳米Gd2O3:Er3+粉体粒度的研究

利用Nano317型激光粒度分析仪对纳米Gd2O3:Er3+的粒径测定样品处理方法进行研究,分别考察了分散介质、纳米Gd2O3:Er3+溶液的浓度、分散剂种类及用量、超声震荡和静置时间等处理条件对粒径测定的影响。结果表明:以蒸馏水为分散介质,纳米Gd2O3:Er3+的浓度为0.1 g/l,1 g/l六偏磷酸钠为分散剂,超声时间大于30 min时,激光粒度分析仪测定值达到稳定,测得粒径大小与扫描电镜结果一致。

高重频大能量1.6μm波段全固态激光的研究进展(特邀)

1.6μm附近波段激光不仅属于人眼安全波段,而且处于大气传输窗口,不仅如此,高重频、大能量的1.6μm附近波段激光还可携带高分辨率、大数据量的信息远距离传输。近年来随着晶体制备和镜片镀膜工艺的提高,通过直接泵浦增益介质和频率转换技术获得1.6μm附近波段的激光在重复频率、能量和光束质量等方面都得到了很大进展。首先,介绍了直接泵浦掺Er3+晶体、受激拉曼频移和光参量振荡产生1.6μm附近波段激光的原理和研究进展;其次,总结了三种方案在获得1.6μm附近波段激光的优点和缺点;最后,分析了它们在获得高重频、大能量1.6μm附近波段激光的应用前景。针对光参量振荡输出激光光束质量较差的问题,文中进行分析并给出相应解决方法,最后对通过光参量振荡获得较好光束质量、高重频、大能量1.6μm附近波段激光的发展前景进行了展望。

YbF_(3):Er掺杂光阳极对DSSCs性能的影响

通过固相法制备了YbF_(3):Er荧光粉,通过XRD、SEM分析了其微结构与形貌,以多波长红外光、紫外光激发,检测了其上/下转换发光性能。将YbF_(3):Er荧光粉以不同比例掺入光阳极,组装了染料敏化太阳能电池。从检测的性能来看,随着荧光粉掺入量的增加,电池的光电性能呈先升后降的趋势。掺入量为10%(质量分数)的性能最好,其与纯P25光阳极电池相比,短路电流密度Jsc提高了78%,开路电压Voc提高了28%,光电转换效率η提高了1.37倍,上/下转换材料大幅提高了DSSCs的光电性能。最后对电池性能规律性变化的原因进行了分析。

5E83铝合金GMAW焊接工艺研究

对8 mm厚5E83铝合金进行单面单道熔化极惰性气体保护焊(GMAW)试验,研究焊接工艺参数对5E83铝合金焊缝成型的影响,观察5E83铝合金焊接接头不同区域的微观组织,确定合适的焊接电流和电弧电压的范围。结果表明:8 mm厚5E83铝合金优化后的焊接工艺参数为焊接电流240~260 A,电弧电压22~26 V。当焊接电流为250 A,电弧电压为22 V时,能取得焊缝熔宽较小且完全焊透、无明显缺陷的焊接接头。焊接接头抗拉强度最高达301 MPa,强度系数为0.82。提高焊接热输入使5E83铝合金GMAW接头显微硬度和抗拉强度降低。

导模法生长Er:Lu_(2)O_(3)连续激光特性

导模法是一种超高熔点晶体的有效生长方法,可以生长高质量、大尺寸、高掺杂的Er:Lu_(2)O_(3)晶体。本文测试了导模法生长的Er:Lu_(2)O_(3)晶体的荧光发射谱及连续激光特性,在室温下获得了斜效率为23.1%的2.85μm连续激光输出,最高输出功率5.24 W。80 min功率RMS(Root mean square)稳定性优于1.4%,不同输出功率水平的激光光束质量M^(2)因子优于2.17。实验结果表明,导模法生长的Er:Lu_(2)O_(3)激光晶体具备输出高功率、高效率中红外激光的能力。

铒掺杂钨酸铋对低能伽马射线屏蔽性能研究

采用水热法合成了Er^(3+)掺杂钨酸铋(Bi_(2)WO_(6))纳米晶体,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)等手段进行了表征,利用高纯锗伽马能谱仪,研究了其对低能伽马射线的屏蔽性能。结果表明,Er^(3+)被成功掺杂到Bi_(2)WO_(6)中,且Er^(3+)掺杂并未改变钨酸铋的晶体结构;另外,随着Er^(3+)掺杂比例的增加,钨酸铋的形貌从片层堆积结构变为更为紧密聚集的花球状。研究发现,掺杂Er^(3+)后Bi_(2)WO_(6)对低能伽马射线(59.5 keV)的屏蔽性能显著增加,当掺杂的摩尔分数为12.5%时,其质量减弱系数达到了12.6 cm2/g,较未掺杂的Bi_(2)WO_(6)的屏蔽性能提高了25%。研究结果可为无毒、环保、高效的伽马射线屏蔽材料的开发提供有益参考。

退火时间对Al-Mg-Mn-Zr-Er合金冷轧板组织与性能的影响

制备了Al-4.5Mg-0.7Mn-0.2Zr-0.2Er合金冷轧板材,在板材再结晶温度下退火不同时间获得不同程度再结晶的板材,测试不同程度再结晶的板材的力学性能和腐蚀稳定性,并采用金相显微镜、TEM、EBSD对合金显微形貌进行分析。结果表明:冷轧合金在275℃退火45 min时,得到最优的力学性能和腐蚀性能的匹配。随着再结晶程度的增加,冷轧合金内部原有的连续晶界被破坏,β相由沿晶界连续分布变为断续分布,合金的腐蚀性能增加。合金中复合添加Er和Zr,形成细小弥散的Al3(Er,Zr)质点,可钉扎晶界阻碍晶界的迁移,抑制合金的再结晶,提高再结晶温度。

掺铒光纤自发辐射宽带光源的带宽优化研究

为了解决掺铒光纤放大自发辐射宽带光源的自然输出光谱中单峰造成的窄带宽问题,采用双程、后向光源结构消除抽运光输出,同时外接未抽运掺铒光纤以展宽可用带宽,进行了理论分析和实验验证;研究了掺铒光纤长度和光纤反射镜反射系数对光源输出光谱的影响,分析了外接未抽运掺铒光纤的长度对光源带宽的优化效果。结果表明,随着掺铒光纤长度的增加,放大自发辐射光谱C波段逐渐降低,L波段逐渐抬升;随着反射镜反射系数的增加,放大自发辐射光谱带宽提高;此外,当抽运掺铒光纤和外接未抽运掺铒光纤的长度分别为6 m和2 m时,放大自发辐射宽带光源输出带宽为50.31 nm,和未采用外接掺铒光纤时相比,带宽增加44 nm。上述研究结果可为宽带光源的性能优化提供参考。