稀土离子(Ce^(3+),Tb^(3+),Pr^(3+))掺杂重金属锗酸盐玻璃的光谱透过及抗辐射性能

从新型抗辐射闪烁体材料的应用背景出发 ,对某些稀土离子掺杂重金属锗酸盐玻璃进行了紫外与可见光谱区的透过性能及抗辐射性能的表征 ,重点讨论玻璃基质组成与短波截止波长之间的关系以及一些元素对玻璃抗辐射性能的影响。玻璃基质组成涉及GeO2 ,Gd2 O3,BaO ,SnO ,La2 O3,掺杂的稀土元素包括Ce3+ ,Tb3+ ,Pr3+ 。实验结果表明 :这些重金属锗酸盐玻璃的紫外截止波长适中 ( 35 0nm ) ,适于用作掺杂稀土离子的基质材料。Sn2 + 和Ce3+ 使玻璃的紫外截止波长明显红移 ,其原因与特殊的紫外吸收机理有关。在所加入的元素中 ,Sn2 +和稀土离子Ce3+ ,Tb3+ ,Pr3+ 均对玻璃的抗辐射性能有增强作用 ,其中以Ce3+ 抗辐射效应最为明显 。

Ce3+掺杂重金属锗酸盐玻璃透射光谱的辐射诱导效应

采用不同的熔制气氛制备了一系列密度大于5g/cm3的Ce3+掺杂重金属锗酸盐玻璃.玻璃基质组成包括GeO2、BaO和Gd2O3.通过比较分析辐射前后玻璃在紫外可见区的透射光谱及差示透射谱(DTS)研究了玻璃透射光谱的辐射诱导效应.结果表明,基质玻璃随着辐射剂量的增加透过率大幅度单调下降.但是掺入Ce3+之后,辐射使玻璃的透过率下降不多,甚至有所增强,并且和玻璃的熔制气氛和辐射剂量有一定关系.这一特殊现象是由熔制气氛导致铈离子价态变化及Ce3+/Ce4+具有消除辐射诱导色心能力所致.

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.

掺Er^3＋重金属氧氟锗酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了Er^3＋掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱、上转换光谱和拉曼光谱，分析了重金属氧氟锗酸盐玻璃中Er^3＋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（529nm和551nm）和红光（657nm）发射，分别是由于Er^3＋离子^2H11／2→^415／2,^4S3／2→^4I15／2和^4F9／2→^4I15／2跃迁，并且均为双光子吸收过程。拉曼光谱研究表明氟离子在玻璃网络中具有重要作用。

Er^(3+)掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的光谱性质和上转换机理

研究了Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱和上转换光谱性质,分析了玻璃中Er3+的上转换发光机理,应用JuddOfelt理论计算了Er3+在玻璃中的强度参数Ωt(t=2,4,6),自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。结果表明,在975nm抽运光激发下,观察到强烈的绿光和微弱的红光;绿光和红光发射是由于双光子吸收过程,其上转换机理是能量转换(ET)和激发态吸收(ESA)。拉曼光谱分析表明,对于上转换发光,玻璃结构中的F-离子起到重要作用。