Yb^(3+)/Nd^(3+)掺杂对Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶Cr^(3+)发光性能的影响

近红外荧光粉由于其独特的物理特性和广阔的应用前景吸引了人们极大的研究兴趣。本文通过高温固相反应法合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+)近红外荧光粉,使用460 nm蓝光激发样品的发射波长位于833 nm,半峰宽为117 nm。随后引入稀土离子合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)和Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)近红外荧光粉。相比Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),460 nm蓝光激发的Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)同时出现Cr^(3+)和Yb^(3+)特征发射峰,经过光谱分析和荧光寿命变化证明Cr^(3+)-Yb^(3+)存在能量传递通道,最高使Cr^(3+)-Yb^(3+)能量传递效率达80.2%,得益于Yb^(3+)卓越的热稳定性促使整体荧光光谱热稳定性提高约3.7倍。设计合成的Sr_(9)Ga(PO_(4))_7∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)样品调制出833,876,1 060 nm的多峰发射,显著拓宽了近红外光谱范围。最终,讨论了荧光粉在温度传感和无损检测领域的应用,证明该系列荧光粉具有广阔的应用前景。

LD泵浦Nd^(3+)∶GdVO_4/Cr^(4+)∶YAG固体激光器

通过合理设计,精密调控各元件和温控电流,得到了平均功率为70mW,脉冲宽度为22ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达230W的Nd3+∶GdVO4/Cr4+YAG绿光脉冲激光器·腔外采用望远镜系统聚焦,经KTP晶体倍频后,得到了平均功率为28.8mW,脉冲宽度为19ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达108W的绿光激光输出,转换效率高达·指出了小光斑对倍频晶体带来的影响·

LD泵浦腔外倍频高转换效率Nd^(3+)∶GdVO_4固体激光器

通过合理设计精密调控各元件和温控电流,得到了平均功率为70mW,脉冲宽度为22ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达230W的Nd3+∶GdVO4/Cr4+YAG红外脉冲激光器.先采用双凸透镜组合成的望远镜系统对1063nm的红外激光进行扩束,再对该光束聚焦,最后经双轴晶体LBO倍频后,得到了平均功率为40.6mW,脉冲宽度为16ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达181W的绿光激光输出,1063nm→532nm的转换效率高达58%.测量了532nm的光谱线宽曲线.解释了该聚焦方法比单一薄透镜效果明显好的原因,并指出了这种聚焦方法的使用对象.

Numerical simulation of end-pumped CW Nd^(3+):GdVO_4 laser at 1063nm

A theoretical model to simulate an end-pumped CW Nd^3＋：GdVO4 laser at 1063 nm is presented. Its essence is to use the propagation equations to demonstrate the spatial evolutions of the pump and the laser powers in the cavity, hence it is applicable to both low and high gain lasers. The simulation results obtained by this model are in good agreement with the experimental observations reported in the literature for a Ti：sapphlre-pumped Nd^3＋：GdVO4 laser. Moreover, some parameters, such as the reflectivity of output coupler, the spot size of laser beam and the crystal length, are discussed with a view to optimizing the laser performance.

具有光热转换能力的近红外光学测温材料BaY_(2)O_(4)∶Nd^(3+)

光热治疗亟需一种准确、高效、分辨率高且适用于深层生物组织的测温手段以辅助其治疗过程。本文以高温固相法合成了BaY_(2)O_(4)∶Nd^(3+)材料,并基于Nd^(3+):^(4)F_(3/2)的Stark劈裂能级实现了较为精准的光学测温。数据表明,其测温的绝对灵敏度、相对灵敏度及分辨率的最佳值可分别达到0.09%·K^(-1)、0.69%·K^(-1)和0.05 K,优于大多数同类型温度计的相应数值。与此同时,因该光学温度计的激发和发射波长均位于生物窗口之内,使其在生物组织中的穿透深度可达到8 mm。另外,该材料还具有一定的光热转换能力。上述结果表明,Nd^(3+)单掺的Ba Y_(2)O_(4)在深层组织的光热治疗方面具备一定的应用潜力。

水热法制备不同形貌的GdVO_4:Eu^(3+)纳米发光材料

采用水热法制备了不同形貌的GdVO4:Eu3+纳米晶样品,对其结构以及发光性质进行了表征。XRD结果表明:水热前驱体和经过灼烧之后样品均为四方晶系,具有锆石结构。TEM照片表明:通过改变表面活性剂分别得到了分散性良好的米粒状、六角形和球形的GdVO4:Eu3+纳米晶粒子。发光光谱表明:在288nm的紫外光激发下,不同形貌的GdVO4:Eu3+纳米晶材料均在617nm处产生特征红光发射,归属为Eu3+离子的5D0→7F2跃迁,不同形貌粒子的发光光谱的相对强度有所不同。

Nd^(3+):KGd(WO_4)_2激光晶体的研究

合成了一系列不同Nd3+ 浓度掺杂的Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 粉末样品 ,进行了荧光光谱测试 ,初步确定了Nd3+ 的最佳掺杂浓度 ;测定了Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 K2 WO4 生长体系的生长温度曲线 ,生长出尺寸达 50mm的Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 优质激光晶体 ,切割出尺寸为 5mm× 5mm× 6mm的优质激光器件 ,采用钛宝石模拟LD泵浦 ,在 1.0 6 μm处得到 2 6 0mW的激光输出 ,斜率效率达到 6 6 % ;在 1.0 3μm处得到 135mW激光输出 ,斜率效率达到 34.3%。

GdVO_4:Eu^(3+)的热释光研究

GdVO_4:Eu^(3+)有着十分优良的发光特性,它发光强度高,特别是具有很好的温度特性,在室温以上发光强度随温度的升高而增强,很利于在高温下使用此材料。本文对它的热释光进行了研究,其热释光峰值分别位于193,235和304K,根据计算可知它们的陷阱深度分别为0.39,0.47和0.61eV。陷阱的主要来源可能是F+,F和钒空位;Eu3+掺入导致的晶格畸变,其中最主要的来源可能是空位导致的。

熔盐提拉法生长的Nd^(3+):KGd(WO_4)_2单晶的性能研究

采用熔盐提拉法生长出φ20min×35mm的优质Nd^(3+):KGd(WO_4)_2晶体,对晶体三个轴向的光谱进行了测试研究,结果表明a轴向的吸收和荧光谱峰最强,最适合于进行激光实验研究.采用脉冲氙灯泵浦φ3.5mm×26mm的激光器件,在1.067μm处得到125.5mJ的激光输出.在同等条件下对YAG:Nd激光晶体进行了激光实验研究,并对两种结果进行了比较,结果表明:和YAG:Nd^(3+)晶体相比,KGW:Nd^(3+)晶体具有激光阈值低、效率高和输出光为偏振光等优点,因此在小型激光器的应用方面具有明显的优势.

GdVO_4∶Eu^(3+)的真空紫外激发光谱研究

报道了GdVO4∶Eu3 + 的光致发光光谱和真空紫外 紫外激发光谱。GdVO4∶Eu3 + 是高效率的真空紫外 紫外激发荧光材料。GdVO4∶Eu3 + 在6 0～ 35 0nm真空紫外 紫外波段的激发可能主要来源于基质的吸收 ,有明显的Eu3 + 及Gd3 + 的 4fn - 1 5d吸收。在GdVO4∶Eu3 + 中 ,存在如下能量传递过程 :VO3 - 4 →Eu3 + ,Gd3 + →Eu3 + ,Gd3 + →VO3 - 4 →Eu3 + ;通过后两个过程 ,Gd3 + Eu3 + 可实现量子剪裁。

CaAl_2O_4:Eu^(2+),Nd^(3+)纳米粉体的合成与发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了CaAl2O4:Eu2+,Nd3+纳米粉体发光材料。利用DTA,TG,XRD,SEM,光谱分析等手段对样品进行了结构和性能分析。实验结果表明,800℃烧结的样品形成已CaAl2O4晶相,样品平均晶粒尺寸为20~40 nm,与CaAl2O4:Eu2+,Nd3+粗晶材料相比,样品的发光光谱发生了“蓝移”,热释光峰值向高温移动了96℃,且曲线形状变宽,发光衰减是由初始的快衰减和随后的慢衰减构成,发光余辉时间5 h。

CaAl_2O_4:Eu^(2+),Nd^(3+)纳米粉体的合成与表征

采用溶胶-凝胶法制备了CaAl2O4:Eu2+,Nd3+纳米粉体发光材料。样品的XRD和SEM分析结果表明:800℃已形成CaAl2O4晶相;样品颗粒尺寸随灼烧温度升高而增加,平均粒径约为20nm^40nm。光谱分析表明:样品的激发光谱为240nm^400nm的宽带谱,在256.6nm和330.6nm处有激发峰。发光光谱是386nm^500nm的宽带谱,峰值位于440nm,与CaAl2O4:Eu2+,Nd3+粗晶材料相比,光谱发生了“蓝移”现象。样品的热释光峰值位于206℃,与粗晶材料相比,峰值向高温移动了96℃,热释发光峰曲线形状也变宽。样品的发光衰减是由初始的快衰减和随后的慢衰减构成,余辉时间为5h。

蓝色荧光材料GdVO_4:Tm^(3+)的燃烧法合成及表征

采用燃烧法合成了蓝色荧光纳米晶GdVO4:Tm3+粉体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及荧光光度计等方法对GdVO4:Tm3+的物相结构、形貌粒度、发光性质等进行了研究。结果表明:所得产物为单一的四方相结构,晶粒尺寸小于70nm。GdVO4:Tm3+能够被240~350nm的紫外光激发,在320nm波长紫外光激发下发出波长为472nm的明亮蓝光;退火温度为1000℃,Tm3+掺杂摩尔浓度在0.4%时得到的GdVO4:Tm3+纳米晶的发光特性最好。

GdVO_4∶Eu^(3+)发光的温度效应

研究了GdVO4 ∶Eu3 + 在高压汞灯的 3 1 3和 3 65nm激发下室温以上 ( 3 0 0～ 60 0K)发光的温度依赖关系。发现来自5D0 的发射强度随温度的升高而显著增强 ,直到 60 0K也未见饱和。其中5D0 →7F2 的 61 9nm发射在60 0K温度时的强度是室温下的 2 0多倍。我们认为Eu3 + 的电荷迁移态作为中间态是造成其发光增强的根本原因。激发过程中 ,先激发到Eu3 + 本身的5DJ(J=1 ,2 ,3… )激发态 ,然后在温度的作用下上升到电荷迁移态(CTS) ,温度升高时传递几率显著增强 ,并按5D3 ,5D2 ,5D1依次使被激发的电子转入CTS态 ,从电荷迁移态直接弛豫传递给5D0 态 ,由于5D0 态电子数不断增多 ,致使来自5D0 的发射随温度升高而增强。

Ln(Ln=Y/Gd)VO_4:Er^(3+)/Nd^(3+)的制备及发光性能

采用高温固相法制备了Ln(Ln=Y,Gd)VO4掺Er3+或Nd3+的近红外发光材料。通过X射线粉末衍射(XRD)和光致发光(PL)对样品进行了表征。结果表明:所得产品结晶良好,属于四方晶系,锆石结构。研究了Er3+,Nd3+的含量、煅烧时间、煅烧温度等对材料近红外发光性质的影响。在Ln(Ln=Y/Gd)VO4:Er3+/Nd3+中,存在明显的从VO43-向Er3+/Nd3+的能量传递。两种不同的LnVO4(Ln=Y/Gd)基质对发光性质也有一定的影响。小浓度Bi3+的掺入可以明显提高YVO4:Er3+/Nd3+的近红外发光强度。

共沉淀法制备GdVO_4:Tm^(3+)蓝色荧光粉及其发光性能

采用共沉淀法制备了GdVO4:Tm3+蓝色荧光粉,通过差热-热重(TG-DSC)分析仪,X射线粉末衍射仪、扫描电镜(SEM)及荧光分光光度计研究了前驱体晶化行为及不同制备条件对荧光粉晶体结构、颗粒形貌及发光性能的影响。研究表明:所得前驱体已有GdVO4:Tm3+晶体形成,但结晶度较低。沉淀剂的滴定速度对荧光粉体的形貌和发光性能均有影响,较合适的滴定速度为8.0mL/min。实验所得GdVO4:Tm3+荧光粉的激发光谱为位于200～350nm的宽带,主激发峰位于270nm左右,发射光谱波长位于476nm处,呈明亮的蓝光。

Cr^(4+),Nd^(3+)共掺的钆镓石榴石(Cr,Nd∶GGG)的光谱性能与光谱参数的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr4+,Nd3+∶GGG)晶体,研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质,以及晶体中Cr离子浓度对Nd离子光谱性质的影响。应用Judd ofelt理论计算了强度参数Ωt(t=2,4,6),自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数。应用McCumber理论计算了4F3/2→4I11/2能级跃迁的受激发射截面。结果表明:Cr3+在300～900nm之间较强地增加了吸收截面,尤其是伴随Cr3+→Nd3+有效的能量转移。Cr4+在1.06μm附近的吸收减弱了Nd离子的发射截面。

水热法制备不同粒度GdVO_4∶Eu^(3+)纳米荧光粉及发光性能研究

采用水热法在不同pH条件下制备出不同晶粒度GdVO4∶Eu3+荧光粉。利用X射线衍射、扫描电镜和荧光光谱对GdVO4∶Eu3+的结构、形貌和发光性能进行了研究。讨论了溶液的pH对晶粒尺寸的影响。结果表明:合成的样品均为单一的GdVO4四方晶相,纳米晶的一次性平均粒径分布在19～41 nm。反应溶液pH为6时,合成样品平均晶粒尺寸最小。激发带主要来自于V-O的电荷迁移带,发射光谱的主发射峰来自于5D0→7F2电偶极跃迁,不同pH值条件下制备的样品的电荷迁移带、发光强度、发射峰相对强度有所不同。

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu^(2+),Nd^(3+)的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)A l2O4∶Eux2+,Ndy3+(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440 nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.001 25和y=0.002 5,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaA l4∶Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1 000 m in,初始亮度大于1 200 m cd/m2,60 m in后发光粉的亮度仍然在10 m cd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaA l2O4∶Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.

Er^(3+)掺杂GdVO_4纳米粒子的制备及发光性能研究

用水热法制备了Er3+掺杂GdVO4纳米荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱、红外光谱仪(FTIR)对合成样品的结构和发光性能进行表征。探讨了焙烧温度、pH值以及络合剂对GdVO4∶Er3+纳米晶的结构和发光的影响。在760nm近红外光和380nm紫外光激发下激发样品,出现了较强的525nm、553nm特征绿光上转换和下转换发射。其中525nm和553nm分别来自于Er3+离子的2 H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁产生。