Pr^(3+)掺杂碱土混合氟化物激光晶体的生长与发光性能研究

采用多孔坩埚温度梯度法生长了0.6%Pr∶Ca_(x)Sr_(1-x)F_(2)(x=0,0.3,0.5,0.7,1.0)和0.6%Pr,5%R∶Ca_(0.5)Sr_(0.5)F_(2)(R=Y,Lu,Gd)系列碱土氟化物激光晶体,对其晶体结构、吸收和可见波段的荧光光谱及荧光衰减寿命进行了系统研究。通过吸收截面、发射截面、荧光寿命、荧光半峰全宽等光谱参数分析发现,0.6%Pr,5%Y∶Ca_(0.5)Sr_(0.5)F_(2)混晶与其他掺杂混晶相比,具有最佳的光谱效果,443 nm处吸收截面和640 nm处红光发射截面分别为1.63×10^(-20)和3.39×10^(-20)cm^(2),相应荧光半峰全宽和荧光寿命分别为4.50 nm和42.8μs,光谱参数与0.6%Pr∶Ca_(x)Sr_(1-x)F_(2)(x=0,0.3,0.5,0.7,1.0)混晶相比有显著的提升。结果表明,0.6%Pr,5%Y∶Ca_(0.5)Sr_(0.5)F_(2)晶体具有极大的潜力作为新型Pr^(3+)掺杂宽带激光材料的增益介质。

低量Pr^(3+)掺杂TiO_2粉体的制备及性能

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和低量Pr3+掺杂的TiO2复合粉体,为了验证其光催化活性,以甲基橙的光催化活性降解为探针反应,评价了其光催化活性,探讨了低量Pr3+掺杂对TiO2粒子光催化活性的影响机制。研究结果表明:(1)在500℃下灼烧粉体可获最佳催化活性;(2)Pr3+掺杂TiO2可以显著提高TiO2粉体的催化活性,当Pr3+与TiO2质量比为0.150%粉体的活性最好;(3)酸性或者碱性条件下,粉体活性得到提高;(4)催化剂最佳用量为2.50 g/L。

Pr^(3+)掺杂SrTiO_3薄膜的聚合物前驱体法制备及发光性能

采用聚合物前驱体法,在LaNiO3/Si(100)衬底上低温制备了Pr3+掺杂SrTiO3薄膜。用XRD、AFM、PL手段分析了薄膜的晶体结构、表面形貌与发光性能。结果显示,退火温度决定SrTiO3薄膜的晶粒大小和表面形貌,在600℃退火2 h获得的薄膜表面均匀、无裂痕,晶粒大小约为60 nm,表面粗糙度约为2.5 nm。该薄膜样品的发光集中在490,592和616 nm三个波段,主要对应于Pr3+的1D2→3H4和3P0→3H4的能级跃迁。这种高稳定性、水溶液基方法制备的薄膜具有优良的发光性能,有利于其在发光器件中的应用。

Pr^(3+)掺杂硒基玻璃的制备及其中红外发光性能增强研究

报道了一种可用于2μm商用激光器有效激发的中红外宽带发光玻璃.采用真空熔融淬冷法制备了Pr^(3+)掺杂硒基玻璃的系列样品,测试了样品的吸收光谱以及2μm激光泵浦下的3~5μm中红外荧光光谱,观察到了由激发态吸收造成的近红外荧光.通过Judd-Ofelt理论计算了不同浓度Pr^(3+)离子掺杂玻璃样品的强度参数?t(t=2,4,6)、辐射寿命和受激发射截面等光谱参数,讨论Pr^(3+)离子局域配位环境对发光特性的影响.结果表明,4.6μm和4.8μm对应的跃迁能级具有较好的发光特性,相比其他体系玻璃具有更大的受激发射截面,是一种理想的中红外激光基质材料.

Pr^(3+)离子激活的可见光激光晶体研究进展

可见波段激光因其在激光显示、光通讯、生物医疗、工业加工等领域的特殊应用而备受关注。近年来,Pr^(3+)掺杂晶体作为一类重要的可见波段激光增益介质,已经在蓝光、绿光、橙光、红光波段实现了良好的激光输出,并已在氟化物中实现瓦级连续(CW)激光输出。本文系统总结了掺Pr^(3+)氟化物和氧化物激光晶体在可见波段的光谱特性和激光输出现状,深入分析了激发态吸收、多声子弛豫、交叉弛豫过程对Pr^(3+)可见激光输出的影响及其机制,旨在为新型可见光激光增益介质材料的筛选提供建议和指导。最后,总结了目前掺Pr^(3+)可见激光晶体材料中仍存在的问题,并对后续的研究方向进行了展望。

TiO_2/Pr_2O_3纳米粉体的制备、表征及光活性

利用酸催化的sol-gel法制备了纯TiO2和Pr3+(1.25%)掺杂TiO2纳米粉体,采用XRD、BET、XPS、DRS和SPS等技术对其进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为探针反应,评价了其光活性,探讨了Pr3+掺杂对TiO2纳米粉体的光活性的影响机制.研究表明:与纯TiO2相比,TiO2/Pr2O3纳米粒子的光活性显著提高;掺杂Pr3+可以强烈抑制TiO2由锐钛矿向金红石的相变,阻碍晶粒生长,提高高温组织稳定性,改善粉体的表面织构特性,增加粉体的表面羟基和吸附氧含量;Pr3+掺杂能促进光生e-/h+的分离,提高光生e-/h+的氧化还原能力,改善样品表面的吸光性能.由于产生了量子尺寸效应,复合粉体的紫外吸收带边蓝移.