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。

980nm激发下Y2O2S：Ho3＋,Yb3＋纳米晶可见和红外发光特性研究

采用共沉淀法,结合固-气硫化工艺制备出六角晶系结构的类球形Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶,平均粒径约40nm。在980nm LD激发下,系统研究了纳米晶在450~1 500nm宽波段范围内的发光特性。根据上转换(UCL)和下转换(DCL)测试结果,Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶发射峰位于545,655和1180nm,分别源于5F4/5S2→5I8、5 F5→5I8和5I6→5I8辐射跃迁。Yb3+离子的掺杂可显著提高Ho3+的上转换发光效率。由于纳米晶表面吸附产生的高能振动量子显著提高了5F4/5S2→5F5和5I6→5I7多声子弛豫的发生几率,使得655nm红光发射很难得到抑制。随Yb3+浓度不断增大,Yb3+→Ho3+能量传递效率提高。这不仅可以增大5F4/5S2和5I6能级的粒子布居数,使绿光和红外光发射增强,而且能在一定程度上抑制5I6→5I7多声子弛豫过程,间接削弱红光发射强度。但5F5能级的另一布居途径(5F4/5S2→5F5)使得Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶的绿红光荧光分支比(IG/IR)值仅能达到3.75。当浓度高于6%(摩尔分数)时,(5F4/5S2,2F7/2)→(5I6,2F5/2)能量反传递过程导致绿光和红光发射大幅降低,而5I6能级布居数的增大却增强了红外发射强度。上述变化导致IG/IR增势减弱,红外/红光荧光分支比(IIR/IR)不断增大。

激射波长和泵浦波长对掺Yb3＋双包层光纤激光器的影响

为探讨激射波长和泵浦波长对掺Yb3+双包层光纤激光器的影响,数值模拟了泵浦波长为975nm和915nm,激射波长在1050nm至1120nm范围变化时,掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性。结果表明,当泵浦波长为975nm,激射波长在1088nm左右,以及泵浦波长为915nm时,激射波长在1080nm左右时,双向泵浦和反向泵浦的掺Yb3+双包层光纤激光器输出功率达到最大值。与915nm的泵浦源相比,利用975nm泵浦可使泵浦阈值功率降低以及获得更高的激光翰出功率。泵浦波长为975nm和915nm时,激射波长在1090nm附近,阈值功率达到最低值。所得的结果对激光器的优化设计具有重要意义。

Intense up-conversion emissions of yb3＋/Dy3＋ co-doped A12O3 nanopowders prepared by non-aqueous sol-gel method＊

yb3＋/Dy3＋ co-doped A1203 nanopowders have been prepared by the non-aqueous sol-gel method and their up- conversion photoluminescence spectra are measured under excitation by a 980-nm semiconductor laser. The results show that there are comparatively abundant spectra of up-conversion emissions centered at 378, 408, 527 and 543, and 663 nm, corresponding to 4C9/2→ 6H13/2, 4C9/2→ 6Hll/2, 4115/2 → 6H13/2, and 4F9/2 →6Hll/2 transitions of Dy3＋, respectively. Two-photon and three-photon processes are involved in ultraviolet, violet, green, and red up-conversion emissions. The energy transition between Yb3＋ and Dy3＋ is discussed.

Tm3＋／Yb3＋：LiYF4单晶的高效近红外量子剪裁及其在光伏电池中的应用

采用改进的坩埚下降法成功地生长了Tm／Yb共掺氟化钇锂单晶．该单晶体具有每吸收一个蓝色光子并能发射出2个1000nm近红外光子的下转换发光效应．测定了样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线．在465nm蓝光激发下观察到由Yb3＋：0F5，2→2F7／2能级跃迁所致的960~1050nm波段的发射带，此发光带源于Tm3＋对yb3＋离子的能量下转换过程．应用Inokuti—Hirayama模型，研究了晶体的能量转换过程，结果表明Tm3＋向Yb3＋的能量传递是一个电偶极子相互作用机制过程．当Tm3＋与Yb3＋离子的掺杂浓度为0．49mol％与5．99mol％时，单晶的量子剪裁效率达到最大值167．5％．

Yb3＋/Tm3＋ 共掺杂的钨酸镉纳米晶发光性能的研究

本文采用水热法制备了稀土离子Yb3＋／Tm3＋共掺杂的钨酸镉纳米晶。运用X-射线粉末衍射、场发射环境扫描电子显微镜和光谱分析对制备的样品的结构和发光性能进行了表征。根据XRD图谱可知,钨酸镉为单斜晶系，晶粒平均尺寸在28nm左右。从ESEM图片可明显看出，钨酸镉呈纳米棒结构。直径在30nm左右,长径比在5-8之间。利用980nm半导体激光器激发钨酸镉纳米晶得到样品的发射光谱，存在一个较强的蓝光发射，发光峰位于481nm，对应于Tm3＋ 的 ^1G_4→^3H_6 能级的跃迁，分析了Tm3＋／Yb3＋离子共掺体系的发光机制。讨论了发光强度随稀土离子浓度的变化,当Tm3＋离子的掺杂浓度在2mol％，Yb3＋／Tm3＋物质的量浓度比C_Tm3＋/C_Yb3＋=10时 钨酸镉纳米晶的发光强度最强。根据泵浦功率与发光强度之间的关系．可知处于481nm的蓝光发射属于三光子过程，由发光强度与掺杂浓度之间的双对数衰减曲线可知，引起蓝光发射源于Tm3＋的电偶极跃迁。

Tb3＋-Yb3＋离子对的近红外量子剪裁研究进展

近红外量子剪裁能够有效地提高硅太阳能电池的效率。稀土元素种类繁多,能级丰富,常被用于制作近红外量子剪裁发光材料。研究者们用适当的方法制成发光材料之后,测量材料的吸收光谱,激发光谱和发射光谱。根据这些数据计算得到材料的量子效率。其中Tb^(3+)-Yb^(3+)离子对备受关注。Tb^(3+)吸收紫外-可见光,通过协同能量传递把能量传递给Yb^(3+)离子。Yb^(3+)离子跃迁辐射出1000 nm左右的近红外光。该波段的光子能够被硅太阳能电池吸收利用。Tb^(3+)-Yb^(3+)离子对在不同掺杂浓度,不同基质中得到的量子效率不同。

Yb3＋掺杂硅酸盐激光玻璃的制备及其特性研究

为了制备Yb^(3+)掺杂硅酸盐激光玻璃,并对其激光特性进行分析,采用富氧气氛下的非化学气相沉积高温熔融工艺,通过Fuchbauer-Ladenburger方法,进行了理论分析和实验验证,取得了所制备硅酸盐激光玻璃的吸收光谱和荧光光谱数据。结果表明,在850nm～1100nm近红外波段为吸收区域,有一宽带吸收峰;吸收主峰位于978nm,次峰位于919nm;其荧光主峰位于1018nm,次峰位于970nm,并理论计算了Yb^(3+)的吸收截面面积、受激发射截面面积及其荧光寿命等特征参量。这一结果对硅酸盐激光玻璃的特性分析是有帮助的,所制备的玻璃材料能够满足激光玻璃的使用要求。

Upconversion Luminescence from Ho3＋ and Yb3＋ Codoped α-NaYF4 Single Crystals

Ho3+/Yb3+ 共同做 -NaYF4 单身者水晶被 KF 在被用作帮助流动和一个大温度坡度的一个修改布里奇曼方法第一次成功地种(7090 湩瑥捩戠污湡散 ? 桷捩 ? 潣汵? 楧敶甠? 潳敭椠獮楰慲楴湯愠潢瑵栠睯琠? 档湡敧琠敨瀠潲畤瑣 ? 敳敬瑣癩瑩吗？

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.

欧洲葡萄NF-YB3基因克隆与表达分析

为探究VvNF-YB3基因在葡萄生长发育和响应非生物胁迫过程中的功能,以无核白为试材,克隆得到了VvNF-YB3基因编码区序列,全长为624 bp,编码207个氨基酸,蛋白质等电点6.31,不稳定指数27.66,总平均疏水指数-0.738,为一酸性、稳定的亲水蛋白。通过生物信息学分析发现,VvNF-YB3基因位于10号染色体,含有1个内含子,编码蛋白质存在1个CBFD_NFYB_HMF结构域,与河岸葡萄NF-YB3相似性最高。VvNF-YB3的二级结构中α-螺旋和无规则卷曲占比较高,三级结构为单体的螺旋-卷曲-螺旋,启动子中包含响应激素和胁迫的多个顺式作用元件。VvNF-YB3基因在葡萄的叶片、卷须、花、幼果和茎中均表达,且在成熟的叶片中表达量最高。PEG模拟的干旱、低温和高温胁迫均可影响VvNF-YB3基因的表达,VvNF-YB3为一胁迫响应基因。VvNF-YB3的互作蛋白大多是核因子Y家族的亚基,ERF、bHLH、ARF等27个转录因子可能调控VvNF-YB3基因的表达。由此推测,VvNF-YB3基因可能通过受到上游转录因子的调控并与其他NF-Y蛋白互作响应各种环境胁迫。

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。

Yb∶Ca_(3)(NbGa)_(5)O_(12)晶体的坩埚下降法生长及光学性能研究

使用坩埚下降法成功生长出了镱离子掺杂钙铌镓石榴石晶体(Yb∶Ca_(3)(NbGa)_(5)O_(12))。通过XRD测试分析了晶体的结构,该晶体为立方晶系,晶胞参数a=b=c=12.471。对该晶体进行了拉曼光谱、透过光谱、吸收和发射光谱、荧光寿命等测试,计算了该晶体的吸收截面、发射截面、增益截面等。研究了在空气中退火对该晶体吸收光谱、发射光谱、荧光寿命的影响,退火前在935 nm处吸收截面为1.82×10^(-20)cm^(2),退火后降低为1.40×10^(-20)cm^(2),退火前在1031 nm处的发射截面为0.56×10^(-20)cm^(2),退火后降低为0.40×10^(-20)cm^(2),退火前荧光衰减时间为1.42 ms,退火后为1.32 ms。结果表明,Yb∶Ca_(3)(NbGa)_(5)O_(12)单晶在空气中退火会对晶体的激光性能造成不利影响。

Lu_(2)O_(3):Yb,Tm/MC540纳米材料的制备及研究

以水热反应及后续的高温煅烧过程为合成手段,成功制备了Lu_(2)O_(3):Yb,Tm纳米材料。XRD结果显示所得样品为纯Lu2O3晶相。且SEM结果表明所得样品由不规则形状组成,粒径在100nm左右。随后通过搅拌吸附过程负载部花青(MC540)光敏剂,得到Lu_(2)O_(3):Yb,Tm/MC540纳米材料。然后以肺癌细胞(A-549细胞)为模型,研究了Lu_(2)O_(3):Yb,Tm/MC540纳米材料的抗肿瘤活性。结果表明,在650nm的红光照射下,上述材料对肺癌A-549细胞具有明显的光动力杀伤疗效。

Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体生长及光谱性能分析

采用提拉法生长出了尺寸为∅30 mm×50 mm的Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体。通过X射线衍射得到了晶体的粉末衍射数据,使用GSAS软件进行了全谱拟合,得到了晶体的结构参数。测试了晶体的拉曼光谱,在100~700 cm^(-1)观察到18个拉曼振动峰。对Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体的光谱特性进行了表征,并计算了Yb^(3+)的吸收截面,其在940、975 nm处的吸收截面分别为0.31×10^(-20)、0.42×10^(-20) cm^(2)。采用Judd-Ofelt理论计算了Ho^(3+)的跃迁强度参量Ω_(t),Ω_(4)/Ω_(6)值为2.04,并计算了辐射跃迁概率、能级寿命及荧光分支比等光谱参数。结果表明,Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体的发光性能良好,是一种有前景的2~3μm激光晶体候选材料。

掺杂浓度对BaGd_2ZnO_5∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光粉上转换发光的影响

采用传统高温固相法合成了一个系列不同Er3+浓度单掺的BaGd2ZnO5荧光粉和两个系列分别改变Er3+、Yb3+浓度的共掺杂BaGd2ZnO5荧光粉.采用X射线衍射对得到荧光粉的晶体结构进行了分析,证实所有产物均为纯相BaGd2ZnO5,掺杂浓度的变化未引起晶相改变.采用980nm激光作为激发源,在同样条件下测量了不同稀土掺杂浓度样品的上转换发射光谱.实验发现Er3+单掺杂样品的绿色上转换发光强于红色上转换发光;当Yb3+浓度为20%,不同Er3+浓度共掺杂样品的红色上转换发光强于绿色发射上转换发射;而固定Er3+浓度为5%,不同Yb3+浓度样品的红色和绿色上转换发射强度均较强.研究了不同稀土离子掺杂浓度样品的上转换发光强度与激光器工作电流(即不同激发功率密度)的关系,通过分析发现所有样品的红色和绿色上转换发光均为双光子过程.计算了不同稀土掺杂浓度样品的色坐标,发现掺杂浓度对样品色坐标具有较大影响,通过调整掺杂浓度可对色坐标进行调整.

Yb_2O_3纳米晶的制备及其若干性质的研究

用溶胶 -凝胶法制备了不同粒径的 Yb2 O3纳米晶。XRD分析表明 :所合成的 Yb2 O3纳米晶属于立方晶系 ,空间群为 Ia3。TEM分析表明 :所合成的 Yb2 O3粒子基本呈球形。计算表明 :Yb2 O3的平均晶粒度随焙烧温度的升高而增大 ,而平均晶格畸变率随焙烧温度的升高和晶粒度的增大而减小 ,表明晶粒越小 ,晶格畸变越大 ,微晶发育越不完整。溶解性试验表明 :Yb2 O3晶粒度减小 ,表面活性增加。FTIR光谱分析表明 :纳米 Yb2 O3比普通的 Yb2 O3具有更高的表面活性 ,Yb- O键的吸收强度减弱 ,有微小的蓝移。

NaGdF_4∶Yb^(3+),Ho^(3+)与GdF_3∶Yb^(3+),Ho^(3+)纳米材料的合成、形貌控制与发光性质

采用水热法通过调控n(F-)∶n(Ln3+),pH值以及n(Citrate)∶n(Ln)等一系列反应条件,合成了六方相的NaGdF4∶Yb3+,Ho3+与GdF3∶Yb3+,Ho3+纳米上转换材料,实现了形貌的可控合成。利用X射线粉末衍射(XRD),场扫描电子显微镜(SEM)以及发光光谱等手段对产物的物相结构、形貌和荧光性质进行了研究。在980 nm光激发下,六方相的NaGdF4∶Yb3+,Ho3+与GdF3∶Yb3+,Ho3+样品均显示出绿光(541 nm)和红光(647 nm)发射,分别来自于Ho3+的5F4,5S2→5I8和5F5→5I8的跃迁。结果显示NaGdF4∶Yb3+,Ho3+六棱柱与六棱片结构的发光远强于GdF3∶Yb3+,Ho3+的发光,但在pH=7.0,9.0时生成的NaGdF4∶Yb3+,Ho3+球形结构发光效率低于GdF3∶Yb3+,Ho3+。这表明六方相NaGdF4∶Yb3+,Ho3+不同形貌样品的尺寸与结晶性对发光效率影响很大。

Yb^(3+)/Er^(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃的制备与发光性能

采用高温熔融法制备了Yb3+/Er3+掺杂的氟氧化物发光微晶玻璃,确定了最佳熔化温度(1 100℃)和退火温度(440℃,480℃)。测定得到基质玻璃的透过率为85%,掺入稀土后,透过率有所下降,并出现了稀土离子的特征吸收峰。980 nm半导体激光器(LD)激发下样品的上转换发射光谱存在4个明显的发射峰,分别为410,532,546和656 nm,对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。研究了不同Yb3+/Er3+(摩尔分数)和Er3+浓度对上转换发光强度的影响,当Yb3+∶Er3+=4∶1、Er3+摩尔分数为1.5%时,上转换发光强度达到最高。根据发光强度与泵浦功率之间的关系,确定了上转换发射均为双光子过程。讨论了Yb3+,Er3+离子间的能量传递,建立了上转换发光机制。

Tm^(3+)/Yb^(3+)共掺氟氧化物碲酸盐玻璃的上转换发光及光学温度传感

采用高温熔融淬火法成功的合成了Tm^(3+)/Yb^(3+)共掺杂的含有不同浓度Tm^(3+)的氟氧化物碲酸盐玻璃.测量了样品的吸收光谱,结果表明Yb^(3+)和Tm^(3+)成功掺入到玻璃基质中.在980nm激发下,样品在801nm(3H4→3H6)发射最强,在476nm(1G4→3H6)和651nm(1G4→3F4)发射较弱;分析了上转换发光强度与Tm^(3+)浓度依赖关系,确定了上转换发光的最佳掺杂浓度为0.1%Tm2O3;探讨Tm^(3+)的上转换发光机理和Tm^(3+)的浓度猝灭机理,结果表明在980nm激发下Tm^(3+)获得的能量主要来自于Yb^(3+)→Tm^(3+)的量传递,Tm^(3+)的浓度猝灭机理为Tm^(3+)-Tm^(3+)之间的交叉弛豫导致的无辐射能量传递,根据能量匹配的原则,给出可能的交叉弛豫通道.此外,在980nm激发以3F2,3和3H4作为热耦合能级研究分析了Tm^(3+)在氟氧化物碲酸盐玻璃中的温度传感性能,结果表明灵敏度随温度的升高而升高,说明Tm^(3+)掺杂的氟氧化物碲酸盐玻璃可以作为光纤传感材料,且在高温灵敏度更佳.