纳米NaYF_4∶Yb,Ho上转换荧光粉的合成及其性质研究

以 EDTA为螯合剂 ,采用络合共沉淀法合成了纳米级镱、钬共掺杂的氟化钇钠上转换荧光材料 .所合成的纳米材料颗粒均匀 ,分散性好 .通过调节 EDTA的加入量 ,可在 41～ 1 48nm范围内调控纳米颗粒的大小 .在 980 nm红外激光器照射下 ,肉眼可观察到明亮的上转换荧光 ,对发光机理进行了探讨 .

铒/镱共掺硼酸钙镧晶体的生长和光谱性质(英文)

在CaO-Li_2O-B_2O_3助熔体系中,生长了掺铒和镱的硼酸钙镧(Er^(3+):Yb^(3+):La_2CaB_(10)O_(19),Er:Yb:LCB)晶体。Er:Yb:LCB晶体中Er^(3+),Yb^(3+)的分凝系数分别为0.50,0.25。X射线衍射分析表明:Er:Yb:LCB和LCB具有相同的晶体结构。Er:Yb:LCB晶体的熔点大约为1046℃。Er:Yb:LCB晶体的吸收光谱和荧光光谱的测试结果表明:与Er:LCB相比,Er:Yb:LCB晶体在970 nm的吸收系数显著提高,在1 531 nm的发射强度也显著增强,其荧光寿命为0.48 ms。

Ho^(3+):Yb^(3+):KLa(WO_4)_2激光晶体生长与性能(英文)

以K2W2O7为助熔剂,采用泡生法生长钬镱双掺钨酸镧钾[Ho3+:Yb3+:KLa(WO4)2,Ho:Yb:KLW]晶体。通过热重–差热分析,确定晶体的熔点为1118 ℃,在熔点以下晶体没有相变,热稳定性很好。X射线衍射分析表明:所生长的晶体为四方晶系 Ho:Yb:KLW 晶体,晶胞参数为a=b=0.538nm,c=1.193nm。测量晶体的红外及Raman光谱,并对峰值进行了归属。晶体样品的吸收光谱显示:Yb3+在978nm处吸收峰较强,半峰宽为19nm,适合采用InGaAs半导体激光二极管来作为激励源。表明Yb3+对Ho3+具有敏化作用。

X射线荧光光谱法在线测定稀土冶炼分离过程中钬铒铥镱

我国稀土冶炼分离过程复杂,但多数稀土企业仍依靠实验室离线分析指导工艺,导致分析结果严重滞后,因此现迫切需要一种高效稳定的稀土在线分析方法。实验应用稀土配分在线分析仪,建立了一种在线测定稀土冶炼分离过程中Ho、Er、Tm、Yb配分含量的方法。将采样管置于串级萃取槽水相分隔室内,在蠕动泵作用下将样品输送至分析区域,通过X射线荧光光谱法(XRF)进行检测和数据记录。实验将XRF测试条件优化为电压40kV、电流600μA、测试时间60s,模拟现场工况条件下优化蠕动泵泵速为250r/min,并采用基本参数法消除元素间吸收增强效应。样品11次测定结果的相对标准偏差(RSD)小于0.4%,实验室模拟及现场在线测试结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)的离线分析结果吻合较好,测试结果滞后时间短,完全能够满足稀土冶炼分离过程工艺动态控制的测定需要。

铒镱共掺双包层光纤的研究

文中主要介绍了用MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备铒镱共掺双包层光纤的设计、制作及性能。通过铒镱掺杂浓度的对比实验以及制备工艺的改进,找到了合适的铒镱掺杂浓度比,提高了铒镱掺杂浓度,有效防止了预制棒芯部的凹陷,最终制作出铒镱掺杂浓度高(吸收系数≥2dB/m)(976nm)、内包层形状为D形的铒镱共掺双包层光纤。

ICP–AES法测定钨铈合金中的铈、镧、镨、钕、钬、镱

采用ICP-AES法检测钨铈合金中铈、镧、镨、钕、钬、镱的含量。选用8mL硝酸（1＋1）与10mL浓过氧化氢作为溶剂溶解样品，铈、镧、镨、钕、钬、镱的分析谱线分别为418．659，408．671，396．481，378．425，345．600，328．937um。各元素工作曲线线性良好，线性相关系数均大于0．99990。方法检出限为0．006-0．015gg／mL，加标回收率为90．5％-106．5％，测定结果的相对标准偏差为3．51％～6．11％（H=61。该方法溶样速度快，精密度、准确度较高，可用于于钨铈合金中铈、镧、镨、钕、钬、镱的测定。

铒镱共掺钨酸钆钾激光晶体生长、结构及光谱特性

采用顶部籽晶提拉法生长出铒镱共掺钨酸钆钾[Er^(3+):Yb^(3+):KGd(WO_4)_2,Er:Yb:KGW]激光晶体。这种晶体的最佳生长工艺参数为:转速为10～15 r/min,提拉速率为1～2mm/d,降温速率为0.05～0.1℃/h,生长周期为10～15d。X射线衍射分析表明,所生长的晶体为β-Er:Yb:KGW。经热重-差热分析确定:晶体的熔点为1079℃,相转变温度为1024℃。测量晶体的红外及Raman光谱,并对峰值及相应的原子基团振动进行了归属。晶体样品的吸收光谱显示:在380,52.3,935nm和981 nm处存在较强的吸收峰,主峰981 nm处的吸收截面积为3.35×10^(-20)cm^2。分别在488nm和980nm波长光激发下,均可以产生较强的1.53μm对人眼安全的激光,表明Yb^(3+)对Er^(3+)具有敏化作用,既提高了对泵浦光的吸收效率,又降低了激光振荡阈值。

钬镱双掺氧化镧镥粉体的合成及其光谱分析

采用柠檬酸燃烧法制备了Ho,Yb∶(La Lu)_2O_3纳米粉体,确定了其制备的适宜条件。制得的粉体分散性较好,粒径均匀,平均粒径约为55 nm。研究了掺杂不同摩尔分数Ho^(3+)和Yb^(3+)对粉体荧光光谱的影响,980nm泵浦源激发下得到的粉体的上转换光谱显示,粉体发出484 nm蓝光(~5F_3→~5I_8)、551 nm绿光(~5S_2/~5F_4→~5I_8)、660 nm红光(~5F_5→~5I_8)。并讨论了掺杂离子Ho^(3+)-Yb^(3+)的上转换发光机制。

Ho^(3+)/Yb^(3+)掺杂铋镓酸盐光学玻璃的上转换发光

制备了高折射率Ho3+/Yb3+掺杂铋镓酸盐玻璃,用Brewster原理测量玻璃的折射率为2.296。用倒易法计算Yb3+的发射截面面积为2.109×10?20cm2。在室温,用974nm激光器激发玻璃样品,观察并记录到强烈的双光子上转换荧光。分析认为:铋镓酸盐玻璃中Yb3+直接敏化Ho3+的上转换发光的激发机理是Yb3+到Ho3+的高效能量传递。上转换过程中红光相对强度较强的原因为:玻璃声子能量特性、最大能量声子密度降低和玻璃绿光区强吸收3方面因素增加了5F5能级上的粒子数布居,使5F5→5I8能级的跃迁几率升高,导致红光强度大于绿光强度。

硅基掺铒二氧化钛薄膜发光器件的电致发光:共掺镱的增强发光作用

在我们以前的工作(Zhu C, Lü C Y, Gao Z F, Wang C X, Li D S, Ma X Y, Yang D R 2015 Appl.Phys.Lett.107 131103)中,利用掺铒(Er)二氧化钛薄膜(TiO2:Er)作为发光层,实现了基于ITO/TiO2:Er/SiO2/n+-Si结构的发光器件的Er相关可见及近红外(约1540 nm)电致发光.本文将镱(Yb)共掺入TiO2:Er薄膜中,显著增强了Er相关可见及近红外电致发光.研究表明,一定量Yb的共掺会导致TiO2:Er薄膜由锐钛矿相转变为金红石相,从而使得Er3+离子周围晶体场的对称性降低.此外,Yb3+离子比Ti4+离子具有更大的半径,这使TiO2基体中Er3+离子周围的晶体场进一步畸变.晶体场的对称性降低及畸变使得Er3+离子4f能级间的跃迁概率增大.由于上述原因,Yb在TiO2:Er薄膜的共掺显著增强了相关发光器件的电致发光.

HEDTA离子交换色层法分离重稀土

用2-羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)作为淋洗剂,通过离子交换色层法分离重稀土元素钬和镥,研究室温条件下(25℃)淋洗剂的浓度、酸度、流速、柱比(吸附柱长度与分离柱长度的比值)等对钬、镥分离效果的影响。通过ICP-AES测定淋洗液浓度,绘制淋洗曲线,根据曲线中交叉区大小判断分离效果。结果表明:淋洗液的酸度是影响重稀土分离的关键因素,酸度越高,钬、镥分离效果越好,但分离周期越长;在一定范围内柱比越大,钬、镥分离效果越好,但柱比高于1-6时,分离效果下降。以钬、镥分离工艺进行镱、镥分离,也可以得到满意的分离效果。

低温燃烧法制备的Ho∶YbGG多晶粉体及其发光性能

以柠檬酸为燃烧剂,掺杂摩尔分数为2%的Ho3+,采用低温燃烧法制备Ho∶YbGG多晶粉体。通过对样品的X射线衍射和扫描电镜分析,确定最佳煅烧温度为900℃。样品的吸收光谱在536 nm和645 nm处出现较强吸收峰,分别对应Ho3+的5I8→5F4(5S2)和5I8→5F5能级跃迁;在940 nm和982 nm处出现强吸收谱带,对应于Yb3+的2F7/2→2F5/2能级跃迁。样品的荧光光谱在1 989 nm处有强发射谱带,对应于Ho3+的5I7→5I8能级跃迁。样品可以发出较强的上转换绿光和红光,分别对应于Ho3+的5F4(5S2)→5I8和5F5→5I8能级跃迁。对相应的上转换机制也进行了分析。

ICP顺序型单道扫描光谱仪直接测定氧化钇中八个杂质元素

本文采用国产晶体振荡式等离子体光源——ICP-RF-2KW及WSP-1型平面光棚改装的顺序型单道扫描光谱仪直接测定了纯氧化钇中的八个杂质元素。试验考查了氧化钇基体,共存元素,酸度等因素的影响,确定了仪器的操作条件。得出了被测元素的计算检出限分别为La3.0μg/L,Tb 5.8μg/L,Dy 3.8μg/L,Ho5.9μg/L,Er4.1μg/L,Tm3.8μg/L,Yb2.8μg/L和Ca0.48μg/L。在分析纯度小于99%时,测定结果的相对标准偏差均小于4%,回收率为90～110%之间。试样分析结果与JY38PI的分析结果对照较为满意。本法可满足纯度低于99%的纯氧化钇的质量控制分析。

Y2O2S：Yb,Ho 上转换发光材料的制备及性能

利用硫熔法制备了不同浓度的Yb和Ho掺杂的Y2O2S:Yb,Ho上转换发光材料。采用X线衍射仪、扫描电镜和荧光光谱仪对粉体的相组成、形貌和上转换发光性能进行表征。结果表明:不同浓度的Yb和Ho掺杂后没有改变Y2O2S的晶体结构;颗粒形貌较为规则,多呈现多面体状,分散性较好,颗粒表面很光滑;在980nm激光激发下,Y2O2S:Yb,Ho呈现出以绿光发射为主的上转换荧光,Yb的最佳掺杂量为8%(摩尔分数),Ho的最佳掺杂量为2%(摩尔分数),Ho3+和Yb3+掺杂浓度可显著影响不同颜色发射峰的强度;对激活离子Ho3+来说,同类离子之间发生能量传递和交叉弛豫行为,导致上转换荧光强度发生猝灭;对敏化离子Yb3+来说,Yb3+吸收能量,以热的形式释放出来,产生杂质猝灭。

短腔Er/Yb光纤光栅激光器

报道采用光敏Ｅｒ／Ｙｂ 光纤制作短腔Ｅｒ／Ｙｂ 光纤光栅激光器的实验结果。激光谐振腔由一对直接写在３０ ｍ ｍ 长的Ｅｒ／Ｙｂ 光纤上、长度分别为６ ｍ ｍ 及１０ ｍ ｍ 、反射率分别为９０％ 及９８．６％ 、３ ｄＢ带宽分别为０．２８ ｎｍ 及０．２６ ｎｍ 的光纤布拉格光栅组成， 激光器的泵浦阈值为８ｍ Ｗ， 斜效率约１４％ ， 输出光的信噪比为６１ ｄＢ， 偏振模抑制比为３０ ｄＢ。

Yb^(3+)/Ho^(3+)共掺Ge_(25)Ga_5S_(70)玻璃中红外发光特性

用熔融急冷法制备了系列Yb3+/Ho3+共掺Ge25Ga5S70硫系玻璃,测试了样品的吸收光谱以及980nm激光泵浦下中红外荧光光谱特性,用Judd–Ofelt理论计算分析了单掺Ho3+在Ge25Ga5S70玻璃中的强度参数Ωi(i=2,4,6)、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数。研究了Yb3+/Ho3+共掺样品在980nm激光泵浦下获得的Ho3+:2.9μm中红外荧光光谱性质,表明Yb3+/Ho3+之间存在能量共振转移。当固定Yb3+掺杂浓度为0.5%(质量分数,下同),随着Ho3+掺杂浓度从0增加为0.7%,Yb3+:2F5/2能级寿命明显单调下降,说明Yb3+/Ho3+之间有效的能量传递主要来源于Yb3+:2F5/2能级向Ho3+:5I6能级的共振能量传递。运用Futchbauer-Ladenburg公式计算比较了不同掺杂浓度下Ho3+:5I6→5I7跃迁的受激发射截面。

Er^(3+)/Yb^(3+)/Ce^(3+)共掺碲酸盐玻璃光谱特性及能量传递机理

为进一步揭示多稀土离子共掺低声子能量玻璃中Er3+的光谱特性及其发光机理,采用高温熔融法制备了Er3+/Yb3+/Ce3+共掺组分为(72.5–x)TeO2–20ZnO–5La2O3–0.5Er2O3–2Yb2O3–xCe2O3(x=0,0.4,0.7,1.0,摩尔分数x%)的碲酸盐玻璃,通过测量吸收光谱、荧光光谱和无掺杂样品的Raman光谱,以及计算相应能级间的吸收截面和受激发射截面,研究并分析了Yb3+和Ce3+离子掺杂对于Er3+的1.55μm波段荧光特性的影响。结果显示:Yb3+和Ce3+的引入能显著增强975 nm泵浦下Er3+的1.55μm波段荧光强度。分析表明:Er3+在1.55μm波段荧光强度的增强主要归结于Yb3+/Yb3+、Yb3+/Er3+离子间的共振能量传递过程以及基于单声子和双声子辅助的Er3+/Ce3+离子间的能量传递过程,并通过计算得到了相应稀土离子间的能量传递微观参数和声子所作的贡献比。

铒镱共掺光纤光栅的谐振增强型非线性光学效应

介绍了掺杂稀土元素的光纤非线性增强的机理 ,给出了几种常用的掺杂稀土元素光纤和波导的非线性数据。掺杂稀土元素的光纤的非线性较之普通石英光纤的非线性有较大地增强 ,然而掺杂稀土元素的光纤的非线性响应速度较慢 ,并且和抽运光以及掺杂浓度相关。实验研究了铒镱共掺的光纤光栅的谐振增强型光学非线性 ,采用 980nm抽运光入射到光栅 ,用光谱仪观察光栅的透射谱。当抽运光入纤功率为 10 0mW时 ,可实现 0 2nm的光栅布拉格波长移动。实验证明掺杂稀土元素离子的光纤光栅具有很高的非线性 ,大约为普通光纤光栅的 10 6倍 。

Ho,Tm:Yb_3Al_5O_(12)纳米粉体的制备与发光性能

以柠檬酸为络合剂,采用柠檬酸凝胶法制备了Ho,Tm:Yb3Al5O12(Ho,Tm:Yb AG)纳米粉体。研究得到最佳工艺条件为:柠檬酸与金属硝酸盐原子总数的摩尔比为1.5:1,煅烧温度950℃,煅烧时间2 h。通过对样品的扫描电子显微镜分析,得到Ho,Tm:Yb AG粉体平均粒径约为70 nm。测试了室温下样品的荧光光谱,结果表明:在1 958 nm处有较强发射峰,对应Ho3+的5I7→5I8能级跃迁。样品的上转换光谱表明,样品具有较强的上转换红光和近红外光。Ho3+和Tm3+掺杂量分别为1%和2%的样品(1%Ho,2%Tm:Yb AG)的发光强度较好,并讨论了发光跃迁机制。

Tm^(3+)和Ho^(3+)共掺KYb(WO_4)_2晶体生长与光谱特性

以K2W2O7作为助熔剂,Yb3+为敏化剂,采用泡生法生长掺8%(摩尔分数,下同)Tm3+和1%Ho3+的Tm,Ho:KYb(WO4)2(Tm,Ho:KYbW)晶体。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析了晶体的结构;测试了晶体的红外光谱和Raman光谱,并对出现的峰值进行了振动归属;测量了晶体的吸收光谱和荧光光谱,计算了相应的光谱参数。XRD分析表明:生长的晶体为单斜晶系的β型Tm,Ho:KYbW,C2/c空间群。在吸收光谱中,Yb3+在929、962 nm和1 000 nm处吸收峰最强,半峰宽为103 nm。荧光光谱中,在2 048 nm和1 626 nm附近有较强的发射峰,主峰2 048 nm处的发射线宽达132 nm,因此,Tm,Ho:KYbW晶体可作为可调谐激光增益介质。晶体的上转换荧光谱表明:在467 nm和782 nm处分别得到上转换蓝光和近红外光,确认了Tm3+和Ho3+之间存在交叉弛豫现象,并分析相应的上转换机制。