Tm^(3+)离子在ZBLAN玻璃中的光谱特征

测试了 Tm3+离子在 ZBLAN玻璃中的吸收谱 ,根据 Judd- Ofelt[1]理论计算出了该离子在ZBLAN玻璃中的唯象强度参数 Ω2 ,Ω4,Ω6 ,利用这些数值计算出 Tm3+的辐射跃迁几率 AJJ′、振子强度f JJ′、吸收截面σA、荧光寿命τJ等光谱特征参数 ,并对 ZBL AN玻璃作为有源光纤基质的优点做了讨论 .

Tm^(3+)离子掺杂上转换发光材料的研究进展

稀土离子掺杂的上转换发光材料由于其在短波长激光器方面的潜在应用而受到了广泛关注.本文总结了稀土离子常见的几种上转换发光机制,分析了Tm3+离子在不同泵浦方式下的上转换发光及上转换发光效率对激光脉冲持续时间、敏化剂和基质成份的依赖关系,综述了Tm3+离子掺杂的上转换发光材料的研究现状,并对Tm3+离子上转换发光的研究及应用进行了展望.

基质变化对Tm^(3+)离子蓝色上转换发光性质的影响

采用980 nm红外激光器分别激发通过水热法制备的LaF3以及水热烧结法合成的LaOF掺杂Tm3+和Yb3+离子的纳米晶体,获得了较强的蓝色上转换荧光.对比两种基质中稀土离子的发光情况,发现以LaOF作为掺杂基质时,蓝色上转换荧光发射较强.根据相关光谱学和晶体理论解释了荧光发射的过程及由于基质对称性的变化时引起荧光增强的原因.

980nm LD激发下Tm3+和Yb3+共掺杂的PGETYA玻璃上转换发光的研究

制备了一种Tm3+和Yb3+共掺杂的PGETYA氟氧玻璃材料,其组分为61.97PbF2-30.98GeO2-3Al2O3-0.05Tm2O3-4Yb2O3.测量了该玻璃系统在980nmLD激发下的上转换发光光谱,观察到很强的476nm的蓝色荧光,它来源于1G4→3H6的跃迁.同时,还有两个较弱的红色荧光来源于1G4→3H4和3F3→3H6的跃迁.测量并讨论了蓝色和红色上转换荧光强度与LD工作电流的关系.

掺Tm^(3+)有机-无机复合材料的合成及光谱参数计算

以正硅酸乙酯与γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷为前驱体,应用溶胶-凝胶技术,合成了Tm3+离子掺杂的有机-无机复合材料。从吸收光谱特性出发,应用Judd-Ofelt理论,计算得到了Tm3+离子的J-O强度参量(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+离子各激发能级的自发辐射跃迁概率、荧光分支比及辐射寿命等光谱参量。根据McCumber理论计算了Tm3+离子能级3H6←→3F4(1.8μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面,同时,根据所获得的吸收截面、发射截面以及掺杂离子浓度等参数获得了Tm3+离子在凝胶玻璃中的增益截面函数。与其它玻璃掺杂基质比较可知,Tm3+掺杂的有机改良硅酸盐玻璃在～1.8μm和～2.0μm波段的中红外激光中有潜在的应用前景。

Tm^(3+):NaLa(MoO_4)_2晶体的1.9μm准连续激光输出

以0.94mm厚的c切片7.5%(原子分数)Tm3+:NaLa(MoO4)2晶体为增益介质,采用795.5nm波长钛宝石激光泵浦,实现了1.9μm准连续激光输出。当输出镜透过率为6.6%时,激光起振阈值为60mW,斜率效率为50%,最大输出功率为0.5W。输出激光波长随输出镜透过率的增大向短波方向移动。实验结果表明,Tm3+:NaLa(MoO4)2晶体是一种性能优良的1.9μm波段激光晶体。

局域环境对Tm^(3+)掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷荧光光谱温度特性的影响

通过变温条件下选择激发掺杂发光离子,在同一样品中实现了不同局域环境下离子荧光的光谱分离.利用频域及时域的光谱学测量,研究了镶嵌有纳米晶体的透明玻璃陶瓷体系中掺杂离子的荧光性质和弛豫过程随样品温度和离子局域环境的变化规律,探讨了局域结构变化对荧光温度特性的影响.根据样品结构和基质声子分布特点,分析讨论了荧光衰减过程二阶指数行为.结果显示,位于晶相环境中离子的荧光寿命显示较强的温度依赖特性,而玻璃环境中发光离子的荧光寿命受温度影响较小.

温度对氟氧化物玻璃陶瓷中Tm^(3+)荧光强度的影响

采用不同波长的红色脉冲光,激发镶嵌有LaF3:Tm3+纳米晶体颗粒的透明氟氧化物玻璃陶瓷样品,测量了不同环境温度下样品的荧光发射谱,记录了荧光发射强度随环境温度的变化规律.实验结果显示,在643.2nm脉冲光激发下,上转换454nm在100~200K的温度范围内有很强的荧光发射,并且荧光强度随着环境温度的降低先增强而后减弱;当采用656.0和638.0nm脉冲光激发样品时,上转换荧光发射强度随环境温度的降低而逐渐增强,其中643.2和638.0nm脉冲光激发下的上转换效率高于656.0nm激发时的结果,表明波长接近于激发态吸收的激发光泵浦样品时,更容易实现Tm3+的频率上转换.最后,从基质声子分布特点等方面对实验结果给出了合理的解释.

掺Tm^(3+)氟锆酸盐玻璃2μm发光特性

研究了Tm3+掺杂氟锆酸盐玻璃的2μm发光特性。通过吸收光谱,运用Judd-Ofelt(J-O)理论计算了J-O强度参量tΩ(t=2,4,6)以及Tm3+离子在玻璃中的自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射跃迁寿命等光谱参数。采用808 nm激光二极管(LD)抽运,获得了Tm3+离子在氟锆酸盐玻璃中的近2μm发射光谱。Tm3+离子在玻璃中的3F4→3H6跃迁峰值波长位于1.82μm处。研究表明,随着Tm3+离子浓度的增加,Tm3+离子之间发生明显的交叉弛豫过程(3H4→3F4,3F4→3H6),从而使得1.82μm处荧光强度明显增强,但当掺杂浓度进一步增加达到一定程度后,基于三能级稀土离子的浓度猝灭效应,该荧光强度明显降低。研究计算了氟锆酸盐玻璃中Tm3+…3F4→3H6跃迁对应的受激发射截面,结果表明,受激发射截面受Tm3+掺杂浓度的影响不大。