基于NaGdF4∶Er^(3+)/Yb^(3+)/Al^(3+)的复合薄膜上转换发光与光热性能

稀土掺杂的上转换纳米材料在光热传感、生物医学等领域有着广泛的应用前景,但其存在导热性差、测温灵敏度与上转换发光(UCL)强度低的问题,而添加单壁碳纳米管(SWCNT)、贵金属与光子晶体(PCs)是提高其UCL强度与光热性能的有效手段。本文使用溶剂热法合成了NaGdF_(4)∶Er^(3+)/Yb^(3+)/Al^(3+)纳米晶体(UCNPs),通过对比上转换层(UC)、SWCNT/UC、Ag/SWCNT/UC与PCs/Ag/SWCNT/UC的光热性能,研究不同膜层对UCNPs的光热性能影响。结果表明,PCs/Ag/SWCNT/UC具有优异的性能,其红绿光强度分别为UC的3.48倍与4.24倍,其光热转换效率达到33.79%,是UC的1.49倍;并且光学测温绝对灵敏度SA在353 K时达到3.14×10^(-3) K^(-1),相对灵敏度SR在273 K时达到1.87×10^(-2) K^(-1)。本研究为提高光热传感器性能提供了一种有效的策略。

Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)磁性吸附剂的制备及其对Er(Ⅲ)和Ho(Ⅲ)的吸附性能

稀土资源的开采伴随着稀土离子排放,对水资源造成了严重污染。吸附法是处理水相稀土离子污染的一种高效技术,磁性吸附剂能够加速固液分离,具有较大的研究价值。本研究以FeCl_(3)·6H_(2)O、甘醇、醋酸钠、聚乙二醇(PEG2000)等为原料,采用溶剂热法在200℃的条件下制备粒径约为230 nm的Fe_(3)O_(4)磁性纳米颗粒,将其加入正硅酸乙酯中,利用氨水水解聚合,即可形成粒径约为300 nm的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)磁性吸附剂材料。此复合材料为核壳结构,包含Fe_(3)O_(4)和SiO_(2)两种晶型结构。SiO_(2)的包覆未对Fe_(3)O_(4)物相结构产生较大影响,在包覆的同时能够显现出一定的磁性性能。此复合材料对Er(Ⅲ)和Ho(Ⅲ)的最大吸附容量分别达到10.03 mg/g和5.25 mg/g。

Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体生长及光谱性能

2.7-3.0μm波段激光在很多领域具有重要应用,为探索和发展该波段新型晶体材料,本文采用提拉法生长出Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体,通过共掺入Pr3+离子以达到衰减Ho^(3+):^(5)I_(7)能级寿命的目的.采用X射线衍射测试得到了晶体的粉末衍射数据,测量了拉曼光谱,并对晶体的拉曼振动峰进行指认,对Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体的透过光谱、发射光谱和荧光寿命进行表征.Yb^(3+)的最强吸收峰在966 nm,吸收峰半峰宽为90 nm;2.7-3.0μm波段最强发射峰在2850 nm,半峰宽为70 nm;Ho^(3+):^(5)I_(6)和^(5)I_(7)能级寿命分别为1094μs和56μs.与Yb,Ho:GdScO_(3)晶体相比,Yb^(3+)的吸收峰和2.7-3.0μm的发射峰半峰宽明显展宽,同时下能级寿命显著减小,计算表明Ho^(3+):^(5)I_(7)与Pr^(3+):^(3)F_(2)+^(3)H_(6)能级之间能实现高效的能量传递.以上结果表明Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体是性能更优异的2.7-3.0μm波段激光材料.

棒状结构NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)上转换发光性能的研究

以乙二胺四乙酸二钠(EDTD-2Na)为螯合剂,采用水热法合成了棒状结构的NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)纳米粉末。分别借助X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪(PL)和扫描显微镜(SEM)对其晶体结构、发光强度和表面形貌进行分析和表征。探究了稀土前驱体、水热温度和水热时间的实验条件对NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)纳米粉末上转换发光强度的影响;研究了氟源和钠源对NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)晶体形貌和上转换发光强度的改善;同时,采用煅烧处理的方法,进一步探究样品的形貌和发光强度收到的影响。实验结果表明NH4F与NaOH作为氟源和钠源及200℃煅烧1 h得到的棒状结构NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)的发光强度最好,色坐标(CIE)绿色发光强度从84%提升到94.88%。

Er^(3+)/Ho^(3+)共掺GeS_2-In_2S_3-CsI玻璃上转换发光和能量传递研究

用熔融急冷法制备了系列Er3+/Ho3+共掺80GeS2-10In2S3-10CsI硫卤玻璃,测试了样品的状态稳定性、拉曼光谱、吸收光谱以及上转换光谱。在该样品中出现了强烈的绿光(526、549nm)和红光(660nm),分别对应于2 H11/2→4I15/2(Er3+)、4S3/2→4I15/2(Er3+)+5S2(5F4)→5I8(Ho3+)和4F9/2→4I15/2(Er3+)+5F5→5I8(Ho3+)的跃迁。研究了Er3+/Ho3+离子在该样品中的上转换发光机制和能量传递机理。在该系列0.6%(摩尔分数)Er2S3/xHo2S3共掺样品中,上转换发光强度随着Ho2S3掺杂量的增加而显著提高,当Ho2S3掺杂量增加至0.6%(摩尔分数)时,绿光(549nm)和红光(660nm)强度达到最大值,此时的绿光和红光强度分别是未掺Ho2S3时的4.2和10倍。绿光和红光均为双光子吸收过程。

2.94μm LiNbO_(3)声光调Q Er:YAG激光输出脉冲特性

2.94μm纳秒铒激光是宽调谐中红外激光和临床医疗研究中重要的固体激光源.本文研制了新型LiNbO_(3)声光调Q Er:YAG激光器,研究了20 Hz重复频率下不同调Q延迟时间和耦合腔镜反射率对激光输出脉冲特性的影响规律.根据测量激光器的热透镜焦距设计了凹凸谐振腔补偿热透镜效应,获得了激光单脉冲能量为34.68 mJ、脉冲宽度为119.9 ns的调Q输出,相应的峰值功率为289.24 kW,与平平腔相比输出能量提高了2.09倍.据我们所知,这是目前声光调Q Er:YAG激光器中获得的最高能量,可为进一步研究宽调谐中红外激光技术提供新的手段.

高热稳定CaGdAlO_(4)∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光粉的上转换发光及其温度传感性能

获得具有良好热稳定性和发光性能的非接触式光学温度传感材料是目前的研究热点之一,本工作通过高温固相法制备了Er^(3+)/Yb^(3+)共掺CaGdAlO_(4)∶Er_(x),Yb_(0.10)(x=0.006、0.008、0.010、0.012、0.014)荧光粉,尺寸大小分布在0.6~4.2μm。在980 nm激光激发下,该荧光粉在500~700 nm发射谱由两个发射带组成,528和550 nm处两个较强的绿光发射带,归属于Er^(3+)的^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)、^(4)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)能级跃迁,663 nm处较弱的红光发射带,归属于Er^(3+)的^(4)F_(9/2)→^(4)I_(15/2)能级跃迁。上转换发光强度最大组分为CaGdAlO_(4)∶Er_(0.010),Yb_(0.10)。300~573 K变温发射谱表明,基于荧光强度比FIR_(528/550)参数,温度传感绝对灵敏度S_(A)从44.4×10^(-4) K^(-1)(@300 K)先增大到52.0×10^(-4) K^(-1)(@445 K)随后减小到49.0×10^(-4) K^(-1)(@573 K)。相对灵敏度S_(R)则从0.95×10^(-2) K^(-1)(@300 K)单调减小到0.27×10^(-2) K^(-1)(@573 K)。冷热循环实验表明该材料的热重复性优于98%。结果表明,CaGdAlO_(4)∶Er_(0.010),Yb_(0.10)荧光粉在光学温度传感领域具有潜在的应用前景。

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。

准连续c切Er,Yb:YAl_(3)(BO_(3))_(4)激光器的偏振操控

通过构建谐振腔模型,分析了各向同性固体激光器中两个本征模式相干叠加后的光斑奇异特征。并且实验验证了在不使用任何特定的腔内光学偏振选择元件的情况下,在二极管泵浦的准连续c切Er,Yb:YAl_(3)(BO_(3))_(4)激光器中可以有效操控1.6μm输出激光的偏振态。实现了从部分偏振态转化成稳定的线偏振态,其线偏振方向为可切换的正交特殊情况,均具有21 dB的偏振消光比。同时通过光斑对比,验证了激光器的线偏振输出来源于两个正交本征模式的相干叠加。文中为c切Er,Yb:YAl_(3)(BO_(3))_(4)激光器线偏振光的直接输出与偏振态的调控提供了可靠的方案。

亲水性CIT-NaYF_(4)∶Yb^(3+),Ho^(3+)纳米粒子的制备及其发光性能研究

采用溶剂热法制备了油溶性稀土掺杂上转换纳米粒子NaYF_(4)∶Yb^(3+),Ho^(3+),并利用TEM、XRD、IR、荧光光谱法等考察了反应温度、反应时间、掺杂比等反应条件对纳米粒子形貌、结构、发光性能的影响。结果表明,在反应温度为300℃、反应时间为50 min、稀土离子掺杂比为NaYF_(4)∶20%Yb^(3+),2%Ho^(3+)条件下,制备出的油溶性NaYF_(4)∶Yb^(3+),Ho^(3+)纳米粒子呈标准六方晶型,尺寸均一、单分散性好,平均粒径为31.55 nm。通过表面配体交换法成功将柠檬酸修饰在其表面,转为亲水性CIT-NaYF_(4)∶Yb^(3+),Ho^(3+)纳米粒子。

Lu^(3+)掺杂Na_(5)Y_(9)F_(32)∶Ho^(3+)/Yb^(3+)/Ce^(3+)单晶体的增强红色上转换发光与光学温度传感性能

采用密封的坩埚下降法技术生长了一系列Lu^(3+)(摩尔分数0、0.6%、1.2%、1.8%)掺杂Na_(5)Y_(9)F_(32)∶Ho^(3+)/Yb^(3+)/Ce^(3+)单晶体。在980 nm LD激发下,观察到单晶体的绿光543 nm(^(5)S_(2)/^(5)F_(4)→^(5)I_(8))、红光656 nm(^(5)F_(5)→^(5)I_(8))以及近红外750 nm(^(5)S_(2)/^(5)F4→^(5)I_(7))上转换发光。从上转换发光强度随激发光强度的变化情况,确定了543 nm、656 nm与750 nm的发光为双光子跃迁过程。研究了Lu^(3+)离子掺杂浓度对其发光强度与荧光寿命的影响情况,随着Lu^(3+)掺杂浓度从0增加到1.8%,单晶体中的656 nm红光逐步增强,543 nm绿光与750 nm近红外光随之减弱,红绿光强度比从0.01增加到了1.55,而543 nm荧光寿命从1.29 ms降低至0.99 ms。Lu^(3+)离子的掺入取代Y^(3+)晶格位,改变了单晶体的局域场环境,导致上转换发光强度的变化。基于随温度变化的上转换红光656 nm(^(5)F5→^(5)I8)与绿光543 nm(^(5)S_(2)/^(5)F4→^(5)I8)的发光强度变化,研究了1.8%Lu^(3+)掺杂Na_(5)Y_(9)F_(32)∶Ho^(3+)/Yb^(3+)/Ce^(3+)单晶体在298~448 K范围内的绝对灵敏度和相对灵敏度最大值分别为0.242%·K^(-1)和0.217%·K^(-1)。

LD脉冲泵浦Er^(3+)/Yb^(3+):Lu_(2)Si_(2)O_(7)晶体百kHz激光器

目前1.5μm激光二极管(Laser Diode,LD)泵浦的铒镱共掺玻璃/晶体被动调Q微型激光器广泛应用于激光测距、激光雷达等领域。随着激光器输出重频的增加,玻璃面临突出的热效应问题,晶体的热导率是玻璃的10倍以上,有望能够实现比玻璃基质更高重频的激光输出。报道了一种通过LD脉冲端面泵浦Er^(3+)/Yb^(3+):Lu_(2)Si_(2)O_(7)晶体的百kHz人眼安全激光器。通过实验优化增益介质掺杂浓度和长度、泵浦光斑尺寸和调Q晶体初始透过率等实验参数,同时适当缩短脉宽,优化泵浦占空比,提高了输出重频的稳定性。最终获得了重频为100 kHz、单脉冲能量0.7μJ、脉冲宽度240 ns、光束质量M^(2)=1.61的1537 nm脉冲激光输出。实现了输出脉冲频率与泵浦的一致,保证了输出重频的稳定性,有效解决了输出重频具有随机性、不稳定、不可控等问题。

黄芪总黄酮通过ERα/STAT3信号通路调节子宫内膜异位症中子宫内膜细胞增殖和迁移

目的研究黄芪总黄酮(TFA)对子宫内膜异位症(EMs)子宫内膜细胞增殖和迁移的影响,并基于ERα/STAT3信号通路探讨其潜在分子机制。方法分离人EMs患者子宫内膜细胞。(1)为初步探究不同剂量TFA对EMs子宫内膜细胞增殖和迁移的影响,将实验分为5组:对照(NC)组、EMs组、TFA高剂量组(TFA-H,TFA2mg/mL干预异位子宫内膜细胞)、TFA中剂量组(TFA-M,TFA1mg/mL干预异位子宫内膜细胞)、TFA低剂量组(TFA-L,TFA0.5mg/mL干预异位子宫内膜细胞)。采用平板克隆形成实验、CCK-8检测细胞增殖能力,细胞划痕实验检测细胞迁移能力,Westernblotting、RT-qPCR检测细胞ERα、STAT3蛋白和mRNA表达水平。(2)为探究ERα/STAT3信号通路对EMs子宫内膜细胞的影响,使用ERα诱导剂Feruti-nin干预EMs子宫内膜细胞,将实验分为两组:NC组,ERα诱导剂(Ferutinin)组。Westernblot、RT-qPCR检测细胞ERα、STAT3蛋白和mRNA表达水平,CCK-8检测细胞增殖能力,Transwell实验检测细胞迁移能力。(3)为进一步探究TFA及ERα/STAT3信号通路在EMs子宫内膜细胞的作用机制,将实验分为4组:NC组、EMs组、TFA-M组、TFA-M+Ferutinin组。Westernblot、RT-qPCR检测细胞ERα、STAT3蛋白和mRNA表达水平,CCK-8检测细胞增殖能力,Transwell实验检测细胞迁移能力。结果(1)与NC组相比,EMs组细胞克隆增殖能力增加(P<0.01);与EMs组相比,TFA-L组(P<0.05)、TFA-M组(P<0.05)和TFA-H组(P<0.01)细胞的克隆增殖能力降低。与NC组相比,EMs组细胞活力增加(P<0.01);与EMs组相比,TFA-L组、TFA-M组和TFA-H组细胞活力降低(P<0.05)。与NC组相比,EMs组细胞相对迁移距离增加(P<0.01);与EMs组相比,TFA-L组(P<0.05)、TFA-M组(P<0.05)和TFA-H组(P<0.01)细胞相对迁移距离减少。与NC组相比,EMs组细胞ERα和STAT3蛋白及mRNA表达水平增加(P<0.01);与EMs组相比,TFA-L组(P<0.05)、TFA-M组(P<0.01)和TFA-H组(P<0.01)细胞的ERα和STAT3蛋白及mRNA表达水平降低。根据以上实验结果,选择TFA-M进行后续实验。(2)与NC组相比,Ferutinin组细胞ERα和STAT3蛋白及mRNA表达水平增加(P<0.01)。与NC组相比,Ferutinin组细胞细胞活力增加(P<0.01)。与NC组相比,Ferutinin组细胞克隆增殖能力增加(P<0.01)。(3)与NC组相比,EMs组细胞ERα和STAT3蛋白及mRNA表达水平增加(P<0.05);与EMs组相比,TFA-M组细胞ERα和STAT3蛋白及mR-NA表达水平减少(P<0.05);与TFA-M组相比,TFA-M+Ferutinin组细胞ERα和STAT3蛋白及mRNA表达水平增加(P<0.05)。与NC组相比,EMs组细胞活力增加(P<0.05);与EMs组相比,TFA-M组细胞活力减少(P<0.05);与TFA-M组相比,TFA-M+Ferutinin组细胞活力增加(P<0.05)。与NC组相比,EMs组细胞克隆增殖能力增加(P<0.05);与EMs组相比,TFA-M组细胞克隆增殖能力降低(P<0.05);与TFA-M组相比,TFA-M+Ferutinin组细胞克隆增殖能力增加(P<0.05)。结论TFA可下调EMs中子宫内膜细胞的增殖和迁移能力,这可能与ERα/STAT3信号通路相关。

Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体的光谱分析及中红外发射增强

采用非化学计量配比的提拉法成功生长出Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体、Er^(3+)/Yb^(3+):SrLaGaO_(4)和Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体并进行了详细的光谱分析,同时对纯的SrLaGaO_(4)晶体进行了热学性能分析。与Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体相比,Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体不仅展示了更好的吸收特性,而且还表现出较弱的近红外发射,以及优异的中红外发射;Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中2.7μm铒激光下能级4I13/2的荧光寿命显著减少,而上能级4I11/2的寿命略微下降,成功抑制了自终止效应。此外,本工作还研究了Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中Yb^(3+)的敏化作用和Pr^(3+)离子的去激活作用以及能量传递机制。总之,引入Yb^(3+)和Pr^(3+)有利于在Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中实现增强的2.7μm发射,这使其成为中红外激光有前途的候选材料。

不同掺杂浓度Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷的制备与性能研究

Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷具有高热导率、高抗热震性能、良好的光谱特性和低制备温度等优势,是实现近、中红外波段高效率、高功率激光输出的候选固态增益介质之一。针对Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷的应用激光波段,探究Er^(3+)掺杂浓度对陶瓷制备和性能的影响,对实现高品质Er∶Lu_(2)O_(3)陶瓷的研制非常关键。本文以共沉淀法合成Er∶Lu_(2)O_(3)纳米粉体,采用真空预烧结合热等静压(HIP)烧结工艺制备出Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷。研究表明,1100℃煅烧的Er∶Lu_(2)O_(3)纳米粉体物相与立方相Lu_(2)O_(3)一致,10%Er掺杂浓度(原子数分数)粉体分散性更好。经过1500℃预烧所得的0.3%和10%(原子数分数)Er∶Lu_(2)O_(3)陶瓷的平均晶粒尺寸分别为0.86和0.87μm,相对密度分别为95.1%和96.2%。对应预烧陶瓷经过1750℃HIP后,在2400 nm处直线透过率分别为71.6%和78.0%(厚度2.9 mm),其中,0.3%Er∶Lu_(2)O_(3)陶瓷残留较多气孔,在短波范围直线透过率锐降。计算了Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷的吸收和发射光谱,0.3%Er∶Lu 2O 3陶瓷在1.55μm波段具有更高的吸收、发射截面。

糖尿病肾脏病肾精亏虚证中尿ERdj3和Nephrin表达研究

目的探究糖尿病肾脏病(DKD)患者肾小球足细胞是否存在内质网应激,分析患者尿液中内质网定位Dna J家族成员3(ERdj3)和足细胞保护标志蛋白(Nephrin)与中医证型、蛋白尿和肾功能的相关性。方法以2020年9月—2023年6月北京中医药大学东直门医院东城区、通州院区诊治且基线匹配的56例2型糖尿病(T2DM组)和45例糖尿病肾脏病(DKD组)患者为研究对象,其中DKD组患者再分为DKD肾精亏虚组和DKD非肾精亏虚组。比较T2DM组和DKD组、DKD非肾精亏虚组和DKD肾精亏虚组间ERdj3、Nephrin水平;分析DKD组患者ERdj3、Nephrin水平与中医肾精亏虚证积分、兼夹实证证素积分、24h尿蛋白定量、血肌酐(SCr)、估算肾小球滤过率(eGFR)的相关性。结果DKD组患者尿ERdj3、Nephrin水平均明显高于T2DM组(P均<0.05);DKD肾精亏虚组患者尿ERdj3、Nephrin水平均明显高于DKD非肾精亏虚组(P均<0.05)。尿ERdj3水平与DKD精亏证、气滞证、血瘀证、痰浊证积分和24 h尿蛋白定量均呈正相关(P均<0.05),尿Nephrin水平与DKD精亏证、水湿证、血瘀证积分和24 h尿蛋白定量均呈正相关(P均<0.05)。结论DKD患者存在尿ERdj3、Nephrin高表达,且二者表达水平均与精亏证积分呈正相关,有望为寻找DKD肾精亏虚证及相关兼夹实证可能的分子标记物提供客观依据。

固溶体Er_(2-x)Ho_x(WO_4)_3的热膨胀性能研究

用固相化学反应法制取了Er2-xHox(WO4)3(x=0.0～0.4,1.2～2.0)系列固溶体,利用XRD实验及Rietveld结构精修分析研究了Er2-xHox(WO4)3系列固溶体的晶体结构和热膨胀性能,结果表明Er2-xHox(WO4)3(x=0.0～0.4,1.2～2.0)系列化合物沿着三个晶向是呈异性负热膨胀性能。

高掺Er^(3+)上转换纳米晶发光性质多维调控研究进展

近年来,高掺Er^(3+)纳米晶的上转换发光研究取得了显著进展。与传统发光材料相比,这类材料具有多波段激发、穿透能力强的激发波段、光色动态可调以及对外场刺激响应灵敏等特点,在光信息安全、温度探针、生物成像等领域展现出巨大应用潜力。本文综述了高掺杂Er^(3+)纳米晶发光性质的多维调控策略,涵盖基质组成、结构设计以及能量传递机制的深入解析,详细探讨了发光强度增强、光色调控、动力学过程调节和激发波段拓宽等方面的最新研究成果。此外,本文还探究了外场激励对高掺杂Er^(3+)体系发光性能的调控机制,详细分析了温度、压力及金属表面电场等关键因素的影响,并从提升多光子跃迁概率和减少无辐射能量损失等角度揭示发光增强机理。最后,总结了激发模式调控高掺杂Er^(3+)上转换发光的有效方法,并对未来发展方向进行了展望。

3μm波段Er^(3+)∶ZBLAN光纤激光器研究进展及展望

3µm激光处于分子指纹区,在医疗外科、气体检测、军事应用等领域都有重要的应用价值。Er^(3+)∶ZBLAN光纤激光器具有效率高、可集成的优点,是3µm激光的主要输出方式。本文从铒离子跃迁产生3µm激光出发,围绕Er^(3+)∶ZBLAN光纤激光器,介绍了3µm激光产生的结构原理及能级系统,总结了实现该波段高功率连续输出和脉冲输出的技术方案和研究进展,重点介绍了基于不同材料可饱和吸收体的调Q和锁模激光器实验研究,并对目前实现3µm波段高功率输出需要解决的问题进行了分析,最后对Er^(3+)∶ZBLAN激光器的发展方向进行了展望。

KYb_(2)F_(7):2%Er^(3+)荧光材料的制备、发光机制及温度传感性能

采用简易水热法制备了正交相KYb_(2)F_(7):2%Er^(3+)上转换荧光材料。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜确定所合成样品均为六角状纯相材料。在980 nm激光激发下,KYb_(2)F_(7):2%Er^(3+)荧光材料展现了位于527 nm和545 nm的两个绿光发射峰和位于655 nm处的红光发射峰,且上转换发光出现少见的以红光为主的现象。变温光谱结果表明,545 nm和655 nm处的发射强度随温度升高均呈现热猝灭。基于热耦合测温原理,对Er^(3+)的^(2)H_(11/2)→^(4)I_(11/2)和^(4)S_(3/2)→^(4)I1_(1/2)两个热耦合能级进行温度传感性能研究,计算了发光温度计的发光强度比(LIR)、绝对灵敏度(S_(a))、相对灵敏度(S_(r))、温度不确定度(δ_T)和可重复度(R),其中最大相对灵敏度在313 K时为0.99%·K^(-1),最小温度不确定度在313 K时为0.73 K,可重复度超过99%,确保了该温度计的可靠性。实验结果表明KYb_(2)F_(7):2%Er^(3+)荧光材料在温度传感方面具有潜在应用价值。