980nm激光激发下Er^(3+)和Yb^(3+)共掺杂氟氧玻璃的上转换发光

制备了一种新型的上转换发光材料 ,它不仅具有较高的上转换发光效率 ,而且还避免了氟化物基质的缺点。其组分为 5 8.5 2 %PbF2 34.4 3%GeO2 3%Al2 O3 0 .0 5 %Er2 O3 4 %Yb2 O3 ,其中GeO2 为玻璃形成体氧化物 ,PbF2 和Al2 O3 为调整剂 ,以共掺杂Er3 + 和Yb3 + 离子为上转换研究的对象。测量了该玻璃系统在 980nm半导体激光器激发下的上转换发光光谱 ,观察到很强的 6 5 8nm的红光和 5 4 8,5 2 6nm的绿光 ,而且红光的发射强度远远强于绿光。通过对上转换发光强度与激发强度关系曲线的拟合 ,表明此材料的绿光发射和红光发射都为双光子过程。研究了激发光的工作电流与上转换荧光强度的关系 。

铒单掺和铒/镱共掺氟氧玻璃的上转换发光性质研究

研究了室温下掺不同摩尔分数Er3+单掺和Er3+/Yb3+双掺的20GaF3-15InF3-17CdF2-15ZnF2-10SnF2-3P2O5-(20-x-y)PbF2-xErF3-yYbF3(x=0.1~0.4,y=1~4)氟氧玻璃的上转换发光性质。755nm激发下,在Er3+单掺系列玻璃中观察到紫色(410nm)、蓝色(465nm)和绿色(522nm、544nm)上转化发光,随着掺杂Er3+浓度的增大,各荧光强度增幅有变缓的趋势。980nm激发下,由于Yb3+的敏化作用,在Er3+/Yb3+双掺系列玻璃中观察到绿色(548nm、527nm)和红色(661nm)上转换发光,固定Er3+浓度,随着Yb3+浓度的增大,各荧光强度先增大后减小,当Yb3+、Er3+掺杂浓度比为15时发光强度最大。该氟氧玻璃具有比氟化物玻璃更好的抗析晶稳定性,掺稀土离子后在不同波长激发下可观察到明亮的红、绿色上转换荧光,是一种有潜质用于红、绿色上转换发光的材料。

Tm^(3+)/Yb^(3+)共掺氟氧玻璃的光谱性质

制备了Tm3+/Yb3+共掺杂的20GaF3-15InF3-17CdF2-15ZnF2-10SnF2-3P2O5-(20-x-y)PbF2-xTmF3-yYbF3(x=0.2～2,y=1～4)系列玻璃。室温下,通过其吸收光谱,运用Judd-Ofelt理论计算了样品的强度参量Ωt(t=2,4,6)、自发辐射几率、荧光分支比和荧光寿命等光谱参数。研究发现,增加Tm3+掺入量对Ω2影响不大,Ω4、Ω6的值有增大的趋势。在980nm激发下的荧光光谱中,观察到5个上转换发射峰,其中发光较强的464nm的蓝光是三光子过程,650nm的红光和800nm的红外光是双光子过程,并讨论了其上转换发光机理和Tm3+、Yb3+掺杂浓度对发光强度的影响。

Yb^(3+)和Er^(3+)双掺氟氧玻璃的制备与荧光特性的研究

为了提高上转换玻璃在蓝绿波段的发光效率,以期望实现蓝绿波段的短波长激光器,以 45PbF2+45GeO2+10WO3 为基质组份,双掺Yb3+和Er3+稀土离子,采用熔融技术,退火温度为 380℃,恒温 4 h以上,制得样品。用V 棱镜测得基质折射率为1 .517,样品折射率为1 .65。同时利用紫外 可见 红外光谱仪在0 .35~2. 5μm的波长范围内测试得到样品的透过率,发现基质玻璃在可见与近红外的透过率大于 73%,而掺入 Er3+/Yb3+ 的上转换玻璃透过率大于50%,并且有稀土离子的特征吸收峰。用日本生产的Hitachi F 4500荧光光度计,激发波长为980 nm,观测激发光谱,样品在545 nm处有一较强的发光峰,在650 nm处有一个相对弱的发光峰。

用锥光纤微球研究Er^(3+)/Yb^(3+)共掺氟氧玻璃陶瓷的发光特性

采用高温煅烧法制备了Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷新材料(41.2SiO2-29.4Al2O3-17.6Na2CO3-11.8LaF3-0.5ErF3-2.5YbF3),并制作了透明带柄微球.提出了用锥光纤微球耦合系统研究Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷材料发光特性的新方法.它具有所需激发光功率低、制备简便和便于测试的特点.用锥光纤作为耦合器将976 nm激光高效耦合入微球,并将产生的荧光和激光耦合出微球输到光谱分析仪,测量到了强的522,545和657 nm上转换荧光,也测到Er3+产生的1562 nm激光振荡光谱图.分析了Er3+/Yb3+共掺氟氧玻璃陶瓷微球中Er3+上转换发光的机理、发光效率高的机理,分析了在氟氧玻璃陶瓷微球中产生激光振荡阈值比在SiO2基质微球中高的机理.

上转换发光氧氟微晶玻璃的研究进展

综述了近年来用于上转换发光的氧氟微晶玻璃的研究概况,阐述了氧氟微晶玻璃的组分与结构、微晶的形成与检测、上转换发光机理及影响因素。最后指出了上转换发光氧氟微晶玻璃目前存在的问题和今后发展的方向。认为氧氟微晶玻璃今后的发展重点将是实现材料的器件化,并实现高效率的短波长激光输出,尤其是蓝绿激光输出。

氧氟玻璃及其微晶玻璃的研究进展

介绍了氧氟玻璃的基本概念、性能特点和氧氟玻璃的成分、分析方法和性能方面的研究进展及其在红外光学材料和高能激光窗口等方面的应用,系统介绍了用作激光工作介质的掺稀土氧氟微晶玻璃的研究概况,探讨了氧氟玻璃和氧氟微晶玻璃开发研究中存在的问题和发展方向,认为氧氟玻璃在红外光学材料和高能激光窗口方面具有巨大的发展潜力和应用前景,氧氟微晶玻璃是高功率的激光工作介质的优良材料。

Er^(3+):Yb^(3+)共掺杂氟氧混合物玻璃的上转换发光研究

制备了化学配方为 (5 0 -x)GeO2 ·PbF2 ·WO3·(6 +x)CdF2 ·1 4Yb2 O3·0 6Er2 O3(x =10 ,2 0 ,30 )氟氧混合物玻璃。研究了 930nm发光二极管激发下Er3+ :Yb3+ 共掺杂情形下的Er3+ 离子的上转换发光特性 ,观测到了Er3+ 离子中心波长位于 5 4 3,5 5 0和 6 5 5nm处的三个强荧光发射带。通过对样品的反斯托克斯喇曼光谱的测量 ,确定了基质的最大声子能量 ,在此基础上分析了上转换荧光的产生机制。利用基质的平均电负性差和平均阳离子场强这两个参数 ,讨论了基质材料中GeO2 和CdF2 含量的调整对上转换发光的影响。

掺铒氧氟碲酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了掺铒氧氟碲酸盐玻璃的吸收光谱和上转换发光光谱,分析了Er3+离子在氧氟碲酸盐玻璃中的上转换发光机理.结果表明:通过975nm的激光二极管(LD)激发,在室温下同时观察到强烈的绿光(524和545nm)和红光(655nm),分别是由于Er3+离子2H(11/2)→4I(15/2),4S(3/2)→4I(15/2),和4F(9/2)→4I(15/2)跃迁.随PbF2含量增加,绿光的发光强度增加趋势较小,而红光的发光强度增加趋势大于绿光.上转换发光机理主要涉及能量转移和激发态吸收,强烈的绿光和红光激发都是由于双光子吸收过程.

AlF_3-MgF_2-SiO_2系低温共烧氧氟玻璃陶瓷性能研究

制备了AlF3-MgF2-SiO2系低温共烧氧氟玻璃陶瓷材料,用XRD、SEM和阻抗分析仪等分析其烧结特性、显微结构、介电性能以及与Ag电极浆料共烧等性能。结果表明:该材料可以在900℃烧结致密化,烧成后的样品具有低的介电常数(6.2)和介质损耗(<0.002)、较低的热膨胀系数(7.4×10–6/K)、较高的弯曲强度(220 MPa)和热导率[2.4 W/(m.K)],能够与Ag电极浆料共烧,是一种很有应用前景的低温共烧陶瓷基板和无源集成介质材料。

氟氧微晶玻璃的研究进展

氟氧微晶玻璃由于具有高强度、正温度折射系数、低声子能量、易析晶等优点,在光纤放大器、上转换激光器等领域有广阔的应用前景,日益成为人们的研究热点.从氟氧微晶玻璃的分类、稀土元素掺杂类型,及应用等方面出发,简述了氟氧微晶玻璃的研究进展,并对其存在的问题和未来发展趋势进行了探讨.

Er^(3+)掺杂氧氟锗硅酸盐玻璃的频率上转换研究

研究了基质玻璃成分对Er3+掺杂氧氟锗硅酸盐玻璃上转换光谱和Raman光谱的影响,分析了氧氟锗硅酸盐玻璃中Er3+的上转换发光机理。结果表明:通过975nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的绿光(529,545nm)和红光(657nm)发射,分别是由于Er3+的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2,和4F9/2→4I15/2跃迁,且均为双光子吸收过程。与545nm的绿光发射相比,657nm的红光发光强度比较微弱。随GeO2浓度的增加,基质玻璃的最大声子能量下降,导致无辐射跃迁几率降低,因此绿光和红光的发光强度都增强,但是其对绿光的影响大于红光。

掺Er^(3+)重金属氧氟锗酸盐玻璃光谱性质研究

研究了重金属氧氟锗酸盐玻璃中Er3+离子的吸收光谱、有效吸收和发射线宽、荧光光谱、荧光半高宽、荧光寿命、带宽特性和增益性能.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子的强度参数Ωt(t=2,4,6),应用McCumber计算了能级4I13/2→4I15/2跃迁的吸收和受激发射截面.结果显示,随PbF2含量增加,Er3+离子的强度参数Ω6,吸收线宽、发射线宽、荧光半高宽、荧光寿命、带宽特性和增益性能都增加.表明掺Er3+重金属氧氟锗酸盐玻璃可作为宽带光纤放大器潜在的基质材料.

Yb^(3+)/Er^(3+)/Tm^(3+)共掺氧氟碲酸盐玻璃三基色上转换发光研究

制备了一种新的Yb3+/Er3+/Tm3+共掺氧氟碲酸盐玻璃。研究了ZnF2调整Yb3+/Er3+/Tm3+共掺氧氟碲酸盐玻璃的Raman光谱、吸收光谱和上转换荧光光谱。结果发现,该体系玻璃具有较低的声子能量,在980 nm LD激发下,可以同时观察到明显的蓝色(476 nm)、绿色(530和545 nm)和红色(656 nm)上转换发光。上转换蓝光(476 nm)是由于Tm3+离子1G4→3H6跃迁,上转换的绿光(530和545 nm)是由于Er3+离子2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁,上转换红光(656 nm)是由于Er3+离子4F9/2→415/2跃迁。根据吸收光谱以及Yb3+、Er3+和Tm3+离子的能级,分析了Yb3+/Er3+/Tm3+共掺氧氟碲酸盐玻璃的上转换发光机理,发现上转换蓝光是一个三光子吸收过程,而上转换绿光和红光均为双光子吸收过程。研究结果表明,Yb3+/Er3+/Tm3+共掺氧氟碲酸盐玻璃是一种三维立体显示用激光玻璃的潜在基质材料。

二价碱土金属氟化物对Er^(3+)/Tm^(3+)/Yb^(3+)共掺氟氧锗酸盐玻璃热稳定性和光谱特性影响的研究

制备了分别含有MgF2,CaF2,SrF2或BaF2的Er3+/Tm3+/Yb3+共掺氟氧锗酸盐玻璃试样和包含BaF2纳米晶的玻璃陶瓷试样,所制备试样均具有良好的透光性。对试样的热稳定性和上转换发光特性进行了研究。通过分析试样的吸收光谱发现,随着所含二价阳离子原子量的增大,试样的紫外吸收截止波长明显向短波方向移动。结果显示:通过改变所含二价碱土金属离子的种类能够对激发光的颜色进行调节,特别值得关注的是Mg2+的影响;结果证实:通过对包含二价碱土金属的玻璃进行微晶化处理或者增加二价碱土金属的含量均能提高上转换发光的强度。

Tm^(3+)/Yb^(3+)/Er^(3+)共掺氟氧硅酸盐玻璃的上转换发光特性

利用熔融法制备了Tm3+/Yb3+/Er3+共掺氟氧硅酸盐玻璃.在980nm LD激发下,研究了Tm3+离子和Er3+离子之间的能量传递和Tm3+离子的上转换荧光,分析了Tm3+离子的上转换机理,发现蓝色上转换荧光是三光子过程对应于1 G4→3 H6的跃迁,而红色上转换荧光是双光子过程对应于1 G4→3 F4的跃迁.比较不同掺杂摩尔分数的样品的荧光强度,发现Tm3+离子的最佳掺杂摩尔分数为0.2%.

铽离子掺杂铝硅酸盐氧氟玻璃的制备及其荧光性能

采用传统熔融法制备了Tb3+掺杂的铝硅酸盐氧氟玻璃样品。应用X线衍射仪、差示扫描量热仪、紫外可见分光光度计和荧光光谱仪对样品进行分析和表征。研究结果表明:Tb3+掺杂的铝硅酸盐氧氟玻璃热稳定性较好,不易析晶;紫外吸收截止波长为320～330 nm,具有较好的透光性能;在紫外光的激发下,Tb3+主要产生蓝色和较强的绿色荧光;随着Tb3+浓度的增加,Tb3+间发生共振能量转移,增强了绿色荧光发射。

氧氟碲酸盐玻璃析晶性质的研究

以TeO2-ZnO-ZnF2系统为研究对象，采用差热分析计算分析了玻璃样品的析晶活化能E，并且得出了析晶速率k与温度的关系。结果表明，随着玻璃中氟化物含量的增加析晶速率提高，不利于实现热处理可控析晶过程，氟化物组分引入的含量对制备该系统透明玻璃陶瓷有很大的影响。

Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃的发光性能

采用传统高温熔融法合成了玻璃组成为B2O3-GeO2-15GdF3-(40-x)Gd2O3-xEu2O3(0≤x≤10)的Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃。在硼锗酸盐玻璃基质中,Gd2O3和GdF3稀土试剂的总含量高达55%,从而确保其密度高于6.4 g/cm^3。闪烁玻璃的光学性能通过光学透过光谱、光致发光光谱、X射线激发发射(XEL)光谱和荧光衰减曲线来表征。玻璃中Gd^3+→Eu^3+离子的能量传递通过激发光谱、发射光谱和Gd^3+-Eu^3+离子间距得到证明,同时也确定了在紫外线和X射线激发下Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃的最佳浓度。Judd-Ofelt理论分析了玻璃中Eu―O键的共价性随Eu^3+掺杂浓度增加而显著增强。Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃在80~470 K温度范围内荧光衰减曲线和发射光谱的温度依赖关系最终证实了其具有较好的发光稳定性。

Er^3＋/Yb^3＋/Tb^3＋共掺氟氧锗酸盐玻璃上转化发光性质及机理研究(英文)

在980nm激发下,研究了Er3+、Yb3+和Tb3+单掺或共掺氟氧锗酸盐玻璃的上转换发光性质和机理.室温下,观察到了强的绿色和红色上转换发光,其发光中心位于524、546和658nm处,分别对应于Tb3+离子的5D4→7FJ(J=5和0)和Er3+离子的(2H11/2、4S3/2和4F9/2)→4I15/2跃迁.研究了TbF3、YbF3掺杂浓度以及激光功率对上转换发光强度的影响,讨论了Er3+、Yb3+和Tb3+之间的能量传递和上转换机理.