MgAl_2O_4:Cr^(3+)单晶光纤生长与荧光温度特性研究

采用激光加热基座法制备了0.5at%Cr^(3+)掺杂镁铝尖晶石单晶光纤。通过XRD、荧光光谱、荧光寿命测试对所制备的单晶光纤的晶相、荧光温度特性进行了实验研究,结果表明所制备的MgAl_2O_4:Cr^(3+)单晶光纤的主晶相为MgAl_2O_4晶相,镁铝尖晶石晶相结构并没有因Cr^(3+)掺入而发生改变,在405 nm LED激发下,随着温度升高MgAl_2O_4:Cr^(3+)单晶光纤荧光强度下降,尤其是2E→4A2能级跃迁产生的荧光强度下降明显,同时随着温度的升高,MgAl_2O_4:Cr^(3+)单晶光纤的荧光寿命随温度单调下降,系统荧光寿命从室温293 K的7.74 ms下降到723 K的0.5 ms左右。由于其相对较长的荧光寿命,MgAl_2O_4:Cr^(3+)单晶光纤非常适合作为荧光温度敏感材料应用于荧光寿命型光纤温度传感器。

稀土铕掺杂钒酸钇的荧光温度特性研究

采用水热法制备了四方相YVO4:Eu^3+纳米荧光粉,研究了YVO4:Eu^3+晶体结构、发光特性及荧光温度特性。XRD结果表明合成的YVO4:Eu^3+荧光粉与基质YVO4的晶相结构一致。发光光谱表明,在398 nm激发下显示了Eu^3+离子的4f-4f特征跃迁红光发射。在303~623 K温度区间,发光峰位没有发生变化,各特征峰强度均显示出温度依赖性。采用荧光强度比技术,分别基于热耦合能级到相同基态的跃迁(^5D1→^7F1和^5D0→^7F1)、热耦合能级到不同基态的跃迁(^5D1→^7F1和^5D0→^7F4)及到Stark能级(^5D0→^7F4(1)和^5D0→^7F4(2))跃迁,研究其荧光温度特性。结果表明,在623 K时基于热耦合能级到相同基态跃迁(^5D1→^7F1和^5D0→^7F1)可获得最大测温灵敏度为2.55×10^-3 K^-1,大于基于热耦合能级到不同基态能级(^5D1→^7F1和^5D0→^7F4)时获得的最大灵敏度为1.08×10-3 K-1;而基于热耦合能级到Stark能级跃迁(^5D0→^7F4(1)和^5D0→^7F4(2))可在303 K时获得最大灵敏度为5.03×10^-4 K^-1。说明基于热耦合能级荧光强度比技术更适合用于高温条件,测温灵敏度决定于热耦合能级差,与到达基态能级无关。而低温条件下,基于Stark能级荧光强度比可获得较高的测温灵敏度,测温灵敏度决定于Stark能级差。

基于变温变激发的YVO_(4):1%Er^(3+)的荧光温度特性

本文研究了不同波长激发下YVO_(4):1%Er^(3+)的荧光测温特性。在312和345 nm照射下,测量了YVO_(4):1%Er^(3+)的变温激发光谱和发射光谱。结果表明,在303~573 K范围内,随着温度的增加,在312 nm激发下,Er^(3+)离子的^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)发射增强,^(2)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)发射减弱;在345 nm激发下,Er^(3+)离子的^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)发射增强,^(2)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)发射也增强。我们认为在312 nm激发下,随温度的变化,Er^(3+)的^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)发射增强和^(2)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)发射减弱来源于稀土离子热布居效应和基质的吸收减弱;在345 nm激发下,Er^(3+)的^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)发射和^(2)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)发射同时增强来源于基质和稀土离子的基态热布居效应。通过拟合^(2)H_(11/2)和^(2)S_(3/2)两个能级的能级差,得到△E_(312)=650.94 cm^(-1),△E_(345)=674.36 cm^(-1),这样的结果也说明不同的激发可以实现相反的荧光强度变化趋势,但并不影响两能级间粒子数的玻尔兹曼分布。

在WGD-8A光栅光谱仪上实现变温荧光特性测量

介绍了一种在普通光栅光谱仪上实现材料荧光 温度特性测量的低成本方法,并给出了系统的详尽配置和运用该系统对部分材料荧光温度特性测量的结果.