氟氧化物陶瓷的多谱线上转换发光

以氧化硅、氟化铅为基质制备了Er3+:Yb3+共掺杂氟氧化物陶瓷 ,X 射线分析表明陶瓷中存在着 β PbF2 晶相 ,沉积在其中的稀土离子由于具有很低的无辐射跃迁几率而显示出良好的上转换性能。Er3+,Yb3+离子之间存在的多种能量传递通道 ,导致稀土离子十分丰富的上转换谱线的出现。

Tm^(3+)和Er^(3+)共掺杂氟氧化物玻璃陶瓷材料结构和上转换发光性质的研究

报道了一种新的上转换氟氧化物玻璃陶瓷材料，组份为６５ＧｅＱ２－２５ＮａＦ－１０ＢａＦ２（ＭＦＧ）。研究了Ｔｍ３＋和Ｅｒ３＋共掺ＭＦＧ玻璃陶瓷中的发光性质。通过Ｘ射线衍射和Ｒａｍａｎ 散射分析了ＭＦＧ玻璃陶瓷的结构性质。分别测量了Ｔｍ３＋和Ｅｒ３＋共掺ＭＦＧ玻璃及玻璃陶瓷和Ｅｒ３＋单掺ＭＦＧ玻璃中的红外发射谱（ｅｘ＝４８８ｎｍ）和上转换发射谱（ｅｘ＝９７８ｎｍ）。给出了稀土离子掺入微晶的证据：（１）和ＭＦＧ：１ｍｏｌ％Ｔｍ３＋、２ｍｏ１％Ｅｒ３＋玻璃相比，在９７８ｎｍＬＤ激发下，ＭＦＧ：１ｍｏｌ％Ｔｍ３＋、２ｍｏｌ％Ｅｒ３＋玻璃陶瓷中红色上转换发光大大增强，红光与绿光的比值大大提高。（２）在４８８ｎｍ激光激发下，玻璃陶瓷样品中Ｔｍ３＋离子１．７μｍ左右的发射光谱明显窄化。最后讨论了玻璃陶瓷这种结构对上转换发光的影响和其在上转换发光及光通信中的应用潜力。

氟氧化物玻璃陶瓷中高效低阈值的红色上转换发光现象

本文报道了一种Er3 + 和Tm3 + 共掺杂新的氟氧化物玻璃陶瓷材料中高效低阈值的红色上转换发光现象。材料组份为 6 5GeO2 2 5NaF 8 5BaF 0 5Tm2 O3 1Er2 O3 (mol% ) ,文中给出了样品的制备方法。在 978nmLD激发下 ,观察到了非常强的红色上转换发光。据我们所知 ,在如此低的Er3 + 和Tm3 + 掺杂浓度下实现了如此之强的红色上转换发光 ,文献中未见报道 ;更令人惊奇的是在 2 0 0mA工作电流 (此时功率为 3 5mW )LD激发下 ,激发的功率密度为 170mW·cm-2 ,其红色光仍裸眼可见。讨论了这种高效低阈值上转换发光的机理。

Er^(3+)在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据ErYb共掺氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱 ,用Jubb Ofelt理论计算了强度参量 ,并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁速率、辐射寿命。

Ho^(3+)在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据 Ｈｏ掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱，用 Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论计算了强度参量，并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量．

Pr^(3+)掺杂的LaF_3纳米微晶氟氧化物玻璃陶瓷的激光选择激发

研究了Pr3+掺杂纳米晶 氟氧化物玻璃陶瓷的光谱性质,选择激发光谱分辨了氟氧化物玻璃陶瓷和其中的LaF3纳米微晶内的Pr3+离子,可以看到LaF3纳米微晶 氟氧化物玻璃陶瓷体系在光谱上未表现出明显的界面效应,这对良好的发光性质可能是一种有利因素。纳米微粒小的尺寸和大的比表面增加了掺杂离子的局域环境的离散性,使纳米微粒中谱线的非均匀线宽比体材料中大,且随粒径减小而增加。掺杂离子在微晶中富集,或在界面附近富集,提高了微晶中或微晶内局部范围中的浓度,增加了交叉迟豫的几率,出现浓度猝灭,因此Pr3+离子在LaF3中的富集而引起的浓度猝灭是发光能级寿命缩短的主要原因。

铒离子在氟氧化物玻璃陶瓷中的上转换发光特性研究

用转移函数方法分析了Er3 + 在铒镱共掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷中的上转换发光过程 ,Er3 + 绿色辐射的上转换发光强度与泵浦激光功率的非平方关系是由于Er3 + 和Yb3 + 之间的强交叉弛豫过程引起的。讨论了在稀土离子共掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷中提高Er3 + 的上转换发光强度的几种方法。

纳米相氟氧化物玻璃陶瓷Tm(0.35)Yb(5)∶FOV的上转换发光

研究了纳米相氟氧化物玻璃陶瓷Tm(0.35)Yb(5)∶FOV在975nm半导体激光激发下的上转换发光。发现了位于363.6,(462.6,477.0),648.7,(699.7,680.7)和(777.6,800.7nm)的几条上转换发光线,它们是Tm3+离子的1D2→3H6,1G4→3H6,1G4→3F4,3F3→3H6和3H4→3H6的荧光跃迁。为了确认它们的上转换机理,还测量了上转换发光强度F随975nm泵浦激光功率P改变的双对数曲线,结果证实了1D2能级的上转换发光部分是五光子上转换发光,而1G4能级和3H4能级的上转换发光则是三光子和双光子上转换发光。

Pr^(3+)掺杂的LaF3纳米微晶/氟氧化物玻璃陶瓷的4f5d能级光谱性质

用同步辐射的真空紫外(VUV)和紫外(UV)作为激发源研究了Pr3+(0·1%)掺杂的LaF3纳米微晶/氟氧化物玻璃陶瓷的4f5d能级光谱性质。样品中存在两种不同的Pr3+-LaF3微晶中的Pr3+最低的4f5d能级在1S0能级之上,玻璃中的却在1S0能级之下,通过VUV和UV激发光谱得出这两种Pr3+最低的4f5d能级的位置。当用181nm光激发样品时,在发射光谱中同时观察到了微晶中Pr3+4f2→4f2的窄谱带发射和玻璃中4f5d→4f2的宽谱带发射。在20K时观察到了LaF3纳米微晶中作为Pr3+光子级联发射(PCE)第二步的3P0→3H4的跃迁,室温下却没有观察到,文中详细讨论了产生这种现象的原因。

Tm^(3+)在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据Tm掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱 ,用Judd Ofelt理论计算了强度参量 ,并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷中新的能量传输过程(英文)

为了研究铒离子的发光和氟氧化物玻璃中形成的氟化物微晶的关系 ,制备了三种掺铒的氟氧化物玻璃 .用X射线衍射分析了样品中形成的氟化物微晶 .从 6 32 .8nm激光激发时的发射光谱中 ,首次发现了一种新的氟氧化物玻璃基质发光的现象 .在氟氧化物玻璃中如果没有形成氟化物微晶 ,铒掺杂于玻璃中 ,6 32 .8nm激光激发时激发态的铒离子容易将能量传递给基质并引起基质发光 ;如果将镱和铒离子共同掺入氟氧化物玻璃中 ,容易形成含稀土铒镱的氟化物微晶 ,含微晶的玻璃又叫玻璃陶瓷 .由于氟化物的声子能量较小 ,6 32 .8nm激光激发时激发态的铒离子的无辐射弛豫几率较小 ,铒离子的发光较强 .在玻璃中形成含稀土氟化物微晶可以减小基质的发光强度 ,这是提高铒离子发光的有效手段之一 .

氟氧化物纳米相玻璃陶瓷Tb(0.7)Yb(5)：FOV的合作下转换发光

报道了氟氧化物纳米相玻璃陶瓷Tb(0.7)Yb(5)∶FOV的红外量子剪裁研究,测量了从可见到红外的荧光发光光谱、激发谱、和荧光寿命,分析了{1([5 D4→7 F6](Tb3+),2([2 F7/2→2 F5/2](Yb3+)}的红外量子剪裁现象,发现了487.0nm光激发5 D4能级和378.0nm光激发(5 D3,5 G6)能级的理论量子剪裁效率ηx%Yb依次分别为121.35%和136.27%。首次发现了一种新颖的合作(共协)下转换发光现象{2([(5 D3,5 G6)→5 D4](Tb3+),1([2 F7/2→2 F5/2](Yb3+)},即首次发现施主Tb3+离子释放两个小能量光子[(5 D3,5 G6)→5 D4]的能量,导致出现一个受主Yb3+的[2 F5/2→2 F7/2]的中等能量的光子。

纳米相氟氧化物玻璃陶瓷中Er^(3+)Yb^(3+)离子对的量子剪裁发光造成的强的光谱调制（英文）

研究了纳米相氟氧化物玻璃陶瓷中Er^(3+)Yb^(3+)离子对的量子剪裁发光造成的强的光谱调制现象。测量了Er^(3+)Yb^(3+)双掺纳米相氟氧化物玻璃陶瓷的X射线衍射谱、表面形貌、激发光谱、吸收光谱、和发光光谱;而且也与Tb^(3+)Yb^(3+)双掺纳米相氟氧化物玻璃陶瓷的相对应的光谱参数进行了比较。发现378nm光激发样品(A)Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和样品(B)Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV所导致的652.0nm红色发光强度为522nm光激发时的680.85倍和303.80倍;我们还发现378nm光激发所导致的样品(A)Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和样品(B)Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV的652.0nm红色发光强度为样品(C)Er(0.5%)∶FOV的491.05和184.12倍。我们还发现在378nm光激发时的样品(A)Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和样品(B)Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV的{978.0和1 012.0nm}红外发光强度依次分别为样品(C)Er(0.5%)∶FOV的{58.00和293.62}倍和{25.11和67.50}倍。更进一步,对于652.0nm波长发光的激发谱,发现(A)Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和(B)Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV的378.5nm激发谱峰强度是(C)Er(0.5%)∶FOV的大约606.02和199.83倍。同时,也发现样品(A)Er(1%)Yb(8.0%)∶FOV和样品(B)Er(0.5%)Yb(3.0%)∶FOV的一级量子剪裁红外1 012或978nm发光强度为样品(D)Tb(0.7%)Yb(5.0%)∶FOV的二级量子剪裁红外976nm发光强度的101.38和29.19倍。发现的该量子剪裁是目前所报道的最强的量子剪裁。因此,相信所发现的氟氧化物纳米玻璃陶瓷中Er^(3+)Yb^(3+)离子对的一级量子剪裁发光是强的可以作为量子剪裁层应用到提高晶硅太阳能电池的发电效率。研究结果也能加速对目前国际热点的下一代环保的光谱调制太阳能电池的探索。

pr^3＋掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷的光谱特性

根据Pr3+掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷(Pr(0.2)∶FOV)样品在室温下的吸收光谱,分别采用了标准和修正的Judd-Ofelt理论拟合出J-O强度三参量Mn。结果表明,此修正的J-O理论应用到Pr(0.2)∶FOV材料的跃迁强度计算中是合理的和必要的。并由此修正理论计算了各个激发态之间跃迁的振子强度、自发辐射速率、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量,分析了Pr3+∶FOV材料的应用价值。其中,特别是3 P0→3 H4,3 P1→3 H5和3 P0→3 H6,3 P0→3 F2等几个强发光能级都有很好的应用前景。由此表明:Pr3+掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷作为固态激光材料有可观的应用前景。

Pr^(3+)掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷的光谱特性(英文)

用不同的激发波长532,514.5,476.5 nm,研究稀土Pr3+掺杂的透明氟氧化物玻璃陶瓷中Pr3+在LaF3微晶环境和玻璃环境中的不同的荧光行为。对于微晶中的Pr3+离子,当用532 nm和514.5 nm激发玻璃陶瓷时,观察到从3P0能级到3H5能级的发射,和1D2能级到基态3H4能级,3P0能级到3H6能级的发射。我们认为微晶中Pr3+离子的3P0能级上的电子布局是依靠电声子耦合-多声子辅助来实现的。为了进行比较,用476.5 nm共振激发玻璃及微晶中Pr3+离子的3P0能级,观察到3P0能级到很多低能级如:3H5、3H6、3F2的跃迁。而当在532 nm和514.5 nm非选择激发时,只有3P0能级到3H5能级的发射存在。我们认为这是由于不同的激光波长选择激发了不同环境中的Pr3+离子,532 nm和514.5 nm激发线选择激发了电声子耦合环境强中Pr3+离子。不同Pr3+离子掺杂摩尔分数分别为0.005%,0.05%,0.5%的发射光谱的研究还表明,这些电声子耦合环境强中的Pr3+离子浓度很高,很容易发生浓度猝灭现象。最后,用拉曼光谱研究了这类玻璃陶瓷的结晶性为和振动特性。

氟氧化物玻璃陶瓷激光材料问世

近日，福建省科技厅组织专家组对重点项目“新型氟氧化物玻璃陶瓷激光材料的结构控制与性能研究”进行了评审，并对该项目取得的成果给予高度评价。

氟氧化物玻璃陶瓷激光材料问世

通过对氟氧化物玻璃陶瓷热力学行为和结构转变特性的研究，揭示了纳米晶相的晶化机理与主要控制因素，掌握了热处理条件下玻璃陶瓷结构演变规律，总结了材料光学性能与显微结构的关系。

氟氧化物玻璃陶瓷激光材料日前研发成功

据报道，近日，福建省科技厅组织专家组对重点项目“新型氟氧化物玻璃陶瓷激光材料的结构控制与性能研究”进行了评审，专家们认为，这一研究成果基本实现了对玻璃陶瓷纳米复合结构的控制，获得了系列具有良好光致发光和上转换发光性能的新材料。

“新型氟氧化物玻璃陶瓷激光材料的结构控制与性能研究”通过专家评审

福建省科技厅组织专家组对中国科学院福建物资结构研究所王元生研究员主持的重点项目“新型氟氧化物玻璃陶瓷激光材料的结构控制与性能研究”进行了评审。专家组对该项目取得的成果给予高度评价。