Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂NaGd(WO_4)_2粉体的制备与发光性能

采用水热法成功制备了Er^(3+)/Yb^(3+)双掺杂的NaGd(WO_4)_2纳米粉体,研究了不同络合剂、水热温度对样品形貌和结构的影响。测量了不同Er^(3+)掺杂浓度样品的可见上转换和近红外发射光谱。结果表明:在980nm LD激发下,可观测到样品强烈的绿色上转换发光,对应Er^(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(530nm)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)(552nm)跃迁,以及较弱的红色上转换和近红外发光,分别对应Er^(3+)的~4F_(9/2)→4I15/2(656nm)和~4I_(13/2)→~4I_(15/2)(1 532nm)跃迁。且随着Er^(3+)掺杂浓度的增加,样品的上转换红绿光和1.54μm附近的近红外光均呈现出先增大后减小的趋势。样品的激发和发射光谱显示,在378nm处的激发峰最强,对应Er^(3+)的~4I_(15/2)→~4 G_(11/2)能级跃迁,最强发射峰位于552nm。根据泵浦功率与发光强度的关系可以得出,红光和绿光的发射主要为双光子吸收过程,但红光还包含了一定的单光子吸收成分。

Eu^3+,Tb^3+共掺杂的NaGd(WO4)2颜色可调荧光粉的水热合成及发光性质研究

在不添加任何模板剂的情况下,采用温和水热法,制备了一系列NaGd0.96-x(WO4)2∶0.04Tb3+,xEu3+(x=0,0.005,0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12,0.14,0.16,0.18)荧光粉。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光分光光度计分别对所得样品的物相结构、形貌粒度及发光性能进行分析表征。结果表明:所合成的样品为NaGd(WO4)2的纯相,属四方晶系白钨矿结构。其形貌为规整的四方盘形,尺寸均一、分散性良好。系列样品均能被近紫外光有效激发,通过改变NaGd(WO4)2中Eu^3+/Tb^3+的掺杂浓度,实现了对荧光粉发光颜色由绿色到红色的全色调控。

Tm,Yb:NaGd(WO_4)_2激光晶体生长及光谱性能

采用中频感应提拉法,生长铥镱共掺钨酸钆钠[Tm,Yb:Na Gd(WO_4)_2,Tm,Yb:NGW]激光晶体;讨论了Tm,Yb:Na Gd(WO_4)_2晶体生长工艺参数,获得了合适的晶体生长工艺参数:拉速1~2mm/h,转速20~22r/min,降温速率10℃/h。研究了Tm,Yb:NaGd(WO_4)_2晶体的荧光光谱。结果表明,在980nm激光的激发下,该晶体在1031mm、1772nm附近获得了较强的荧光发射,分别对应于Yb3+离子的2F5/2→2F7/2能级跃迁以及Tm3+离子的3F4→3H6能级跃迁,1772nm处的半高宽为72nm左右。

Bi^(3+)或Sm^(3+)掺杂对NaGd(WO_4)_2∶Eu^(3+)荧光粉结构和发光性质的影响

采用水热法制备了白光LED用NaGd_(0.95-x)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+),x Bi^(3+)(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)和NaGd_(0.95-y)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+),y Sm^(3+)(y=0,0.01,0.02,0.03,0.04)系列红色荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光分光光度计等表征手段分析了样品的物相结构、颗粒形貌以及发光性质。结果表明:少量离子掺杂对NaGd(WO_4)_2的晶体结构影响较小,样品均为四方晶系、白钨矿结构的纯相;颗粒形貌呈四方盘状,且粒度均匀,分散性良好,Bi^(3+)或Sm^(3+)的引入使颗粒尺寸由原来的4μm分别增加至5μm和6μm。该系列荧光粉均可被近紫外光(394 nm)有效激发,其最强发射峰位于614 nm处,归属于Eu^(3+)的5D0→7F2电偶极跃迁。掺杂适量的Bi^(3+)或Sm^(3+)可有效提高NaGd_(0.95)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+)荧光粉的发光强度和红光的色纯度,其中Sm^(3+)的引入对其影响更为明显。

水热法制备NaGd(WO_4)_2:Eu^(3+)发光材料

采用水热法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,合成了NaGd(WO4)2:Eu3+发光材料.采集XRD,SEM图谱来表征样品的晶型与形貌,利用激发光谱和发射光谱研究了材料的发光特性.结果表明,所制得的NaGd(WO4)2:Eu3+是由纳米棒组成的绒球状发光材料,球体直径为100nm,纳米棒长2～5μm.样品不仅可以被紫外光(266nm)激发,还能被近紫外光(393nm)和蓝光(464nm)有效激发,其主发射峰值位于614nm,为红色荧光成分,且当Eu3+掺杂物质的量分数为3%时,此发射峰达到最大,该发光粉可用于制造紫外光芯片激发的白光LED.

Yb:NaY(WO_4)_2晶体生长及性能研究

本文首次采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的Yb :NaY(WO4 ) 2 晶体 ,通过TG DTA分析得到晶体的熔点为 1 2 1 1℃ ,测试了该晶体的红外光谱、拉曼光谱和吸收光谱。结果表明 ,该晶体在 84 8nm、96 8nm附近有较强、较宽的吸收峰 ,适合于LD泵浦。

Yb^(3+)/Tm^(3+)掺杂的NaY(WO_4)_2纳米晶的制备及发光特性

以聚乙二醇为配位剂,用水热法制备出纳米级上转换发光粉Yb3+和Tm3+共掺杂的NaY(WO4)2。研究了不同cYb/cTm对上转换发光强度的影响,实验表明当cYb/cTm=5∶1时,上转换发光强度最强。用XRD,SEM确定了Yb3+和Tm3+共掺杂的NaY(WO4)2是四方晶系,其粒径在25~35 nm范围,且分散均匀。用980 nm半导体激光器(LD)对其进行激发,在室温下观察到了365 nm附近紫外发射峰、456 nm,476 nm附近的蓝光发射峰和648 nm附近的红光发射峰,分别对应于Tm3+离子的1D2→3H6,1D2→3F4,1G4→3H6和1G4→3F4的跃迁。根据泵浦功率与发光强度的关系得出紫外发射峰、蓝光和红光发射均为双光子过程。

NaY(WO_4)_2:Tm,Yb晶体的上转换发光

用高频加热 Czochralski法生长了 Yb3+ ,Tm3+ 共掺的 Na Y(WO4) 2 晶体。测量了晶体在室温下的 2 90～ 2 0 0 0 nm内的吸收谱 ,并对跃迁的能级进行了指认。在 972 nm二极管激光器泵浦下观察到 Tm3+ 的 793nm和45 7nm上转换发光 ,研究了 NYW晶体中 Yb3+ 向 Tm3+

Yb^(3+):Na_5Bi(WO_4)_2(MoO_4)_2多晶料的制备与性能表征

采用高温固相反应合成了混酸盐多晶材料Yb3+:Na5Bi(WO4)2(MoO4)2。利用X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC-TG)、红外光谱仪和荧光光谱仪等分析测试技术,对多晶材料Yb3+:Na5Bi(WO4)2(MoO4)2的结构与光谱性能进行了研究,研究发现:新相属于四方晶系,空间群为I41/a(88),熔点约为930℃,吸收带宽为83 nm,发射中心波长为1006 nm,发射带宽为50 nm,荧光寿命为589.03μs。

Er/Yb∶KY(WO_4)_2晶体的各向吸收光谱和上转换发光特性

测试了Er/Yb∶KY(WO4)2晶体在室温下3个轴Ng,Np,Nm方向上的吸收光谱,分析比较光谱特性,并计算出各能级跃迁的吸收截面,其中沿Np轴方向有最强的吸收和较大的吸收截面,这有利于激光上能级的粒子数堆积,增大跃迁几率,加强荧光输出。由于掺入Yb3+离子,晶体在980 nm附近有很强的吸收和较大的半峰宽。该晶体在980 nm激光泵浦下有上转换绿光和红光,3个晶轴Np,Ng,Nm轴方向的上转换荧光,波峰位置相差甚微,强弱区别明显,且呈现的各向异性,其中Np方向最强。

Yb:KY(WO_4)_2晶体生长及缺陷分析

采用顶部籽晶提拉法(TSSG)从助溶剂K2W2O7中生长出尺寸为25mm×21mm×18mm的Yb:KY(WO4)2激光晶体。对原料进行了预烧,有效地抑制了原料的挥发。采用XRD,热重-差热分析(TG-DTA)及红外光谱对样品进行了表征。实验表明所生长的晶体为β-Yb:KYW。用偏光显微镜对晶体生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察,认为它们形成的原因是晶体生长工艺不稳定,温度梯度过大,拉速和降温速率过快等。

下转换发光粉体材料NaGd(WO_4)_2:Eu^(3+)的制备及荧光性能研究

以Gd2O3、Eu2O3、Na2WO4为原料,采用水热法制备了NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉体。通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜及分子荧光对粉体进行了表征,并研究了不同Eu3+掺杂浓度对NaGd(WO4)2:Eu3+粉体的相组成、微观表面形貌和荧光性能的影响。研究结果表明:所制备的粉体为NaGd(WO4)2晶体,微观表面形貌为八面体,具有良好的荧光性能,在Eu3+掺杂浓度为10%时,样品的荧光强度最大。

Er,Yb:KGd(WO_4)_2激光晶体的生长

采用顶部籽晶熔盐法,以K2WO4为助熔剂生长出铒、镱共掺钨酸钆钾[Er,Yb:KGd(WO4)2简称Er,Yb:KGW]激光晶体。XRD分析结果表明晶体为低温相Er,Yb:KGW晶体,即β-Er,Yb:KGW晶体。通过差热分析测量,确定其相变温度和熔点分别为1020℃和1080℃。测量了晶体190-2000nm的室温透过光谱,结果表明除980nm的吸收谱带是Er3+离子和Yb3+离子的共同谱带之外,其余均属于Er3+离子。

30W输出的Yb^(3+):KGd(WO_4)_2激光系统的理论设计

Yb^(3+):KGd(WO_4)_2晶体具有增益带宽大、掺杂浓度高等突出特点,是近年来引起广泛关注的可用于构建锁模飞秒和辐射平衡激光系统的激光介质。这里建立了基于准三能级系统的微观动力学理论模型,并将其应用于端面泵浦Yb^(3+):KGd(WO_4)_2种子源和激光放大系统的理论分析中。首先从速率方程出发,讨论了准三能级激光系统的种子源部分的物理特性,指出种子源部分存在着最佳的晶体长度和输出耦合镜反射率。由于Yb^(3+):KGd(WO_4)_2晶体材料的热传导率很低,研究中拟采用主控振荡功率放大结构以实现30 W量级的激光输出,并在此基础上探讨了主控振荡功率放大器部分的输出物理特性。研究结果对将来构建实用化的Yb^(3+):KGd(WO_4)_2激光系统有着重要的理论指导意义。

Growth and Spectroscopic Characteristics of Yb^3+:LiGd(WO_4)_2 Crystal

The Yb3＋：LiGd（WO4）2 crystal with the dimension of Ф15×35 mm3 was grown by Czochralski technique. The spectroscopic characterization and fluorescence dynamics of Yb3＋ in yb3＋：LiGd（WO4）2 crystal were investigated. The yb3＋：LiGd（WO4）2 crystal exhibits a broad absorption band centered near 975 nm with the linewidths of 16 and 11 nm and maximal absorption cross-section of 3.60 × 10-20 and 2.90× 10-20 cm2 for π- and σ-polarization, respectively. The emission broadband has an FWHM of 47 and 45 nm with the emission cross sections of 3.92 × 10-20 and 3.34× 10-2o cm2 at 1020 nm for re- and or-polarization, respectively. The measured fluorescence lifetime is 398 gs. The blue light emission around 480 nm through cooperative upconversion from the de-excitation of excited Yb3＋-Yb3＋ pairs at 4 K was observed under 932-nm excitation and demonstrated.

Yb3+-Tm3+共掺钨钼酸盐纳米晶体的发光特性

以聚乙二醇为络合剂,采用水热法制备了发光性能优越的Yb3+-Tm3+共掺BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5纳米晶体。改变稀土掺杂量并生产不同掺杂量的BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+。以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征。结果表明,BaGd2(WO4)0.5-(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+纳米晶属四方晶系,粒径在25~40nm之间,使用Hitachif-4500分光光度计分析样品,发现当Yb3+/Tm3+为4∶1、Yb3+离子浓度为6.0%时,BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+的发光效率最高。当Tm3+离子发生1G4→3H6跃迁时会产生可见光发射,对应于光谱图中475nm处的蓝光;当Tm3+离子发生1G4→3F4跃迁时产生的可见光发射,对应于光谱图中650nm处的红光。光谱图像及泵浦功率的双对数曲线表明,其中蓝光发射是三光子发射过程,红光发射是双光子发射过程。样品的量子产率接近0.9%。Yb3+-Tm3+共掺BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5纳米晶体的发光性能优异,具有很高的应用价值。

NaGd(WO_4)_2:Yb^(3+),Tm^(3+)纳米粉的制备与上转换发光性能

以聚乙二醇为络合剂,采用水热法成功制备了NaGd(WO4)2:Yb3+,Tm3+纳米粉。运用X射线粉末衍射、扫描电镜和光谱分析对制备的样品结构和发光性能进行了表征。结果表明,NaGd(WO4)2:Yb3+,Tm3+为四方晶系,晶粒尺寸约为50 nm。在980 nm半导体激光器激发下获得了发射光谱,有3个发射峰,发光中心位于455,476和650 nm,分别对应1D2→3F4,1G4→3H6,1G4→3F4的跃迁。讨论了Yb3+,Tm3+能量转换过程和机制。泵浦功率与发光强度关系表明,455,476和650 nm的3个发射均属于三光子过程。

NaGd(WO_4)_2:Yb^(3+),Ho^(3+),Nd^(3+)纳米晶的水热合成及发光性质研究

采用水热法制备了Yb^(3+),Ho^(3+),Nd^(3+)离子共掺杂的钨酸钆钠纳米晶(NaGd(WO_4)_2:Yb^(3+),Ho^(3+),Nd^(3+)),并在800℃进行了热处理。分别采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)对纳米晶的晶体结构、微观形貌和上转换发光性质进行了表征。XRD结果显示样品属于四方晶系、白钨矿结构。SEM图谱表明所得纳米晶具有较好的分散性,颗粒大小约为50 nm。在980 nm激光激发下,NaGd(WO_4)_2:Yb^(3+),Ho^(3+),Nd^(3+)纳米晶发出546 nm的绿光与660 nm红光,分别对应Ho^(3+)离子的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8能级跃迁。当Nd^(3+)离子掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)时,纳米晶的发光强度最大。随着Nd^(3+)离子掺杂量的增加,红光与绿光的相对强度比逐渐减小,纳米晶的光谱由橙色光向黄色光区域变化。本文对NaGd(WO_4)_2:Yb^(3+),Ho^(3+),Nd^(3+)纳米晶的光谱调控和上转换发光机制进行了研究。

钬铥双掺钨酸镱钾激光晶体光谱参数计算（英文）

采用顶部籽晶提拉法(TSSG)生长了钬铥双掺钨酸镱钾(KHo_(0.04)Tm_(0.06)Yb_(0.9)(WO_4)_2)激光晶体。测试了该晶体的吸收及荧光光谱,计算了其光谱参数。实验结果表明:该晶体在890~1 000 nm范围吸收带较宽,半峰宽为90 nm,计算了主峰1 000 nm处吸收截面为16.92×10^(-20)cm^2;Tm^(3+)在1 690~1 812 nm范围存在较宽的吸收带,半峰宽为118 nm,易于实现Yb→Ho、Yb→Tm、Tm→Ho的能量传递。根据Judd-Ofelt理论,计算了该晶体的光谱强度参数。根据Tm^(3+)、Ho^(3+)、Yb^(3+)离子能级图,讨论了产生1 750~2 200 nm荧光发射的3种能量传递方式。最后计算了主峰2 030 nm处受激发射截面为3.47×10^(-20)cm^2,表明该晶体可作为2μm波段优异的激光增益介质。

NaY(WO_4)_2:Yb^(3+),Er^(3+)晶体的光学性质

用 Czochralski方法生长了 Yb3+ ,Er3+共掺的 Na Y(WO4) 2 晶体。测量了晶体在室温下的吸收谱 ,用 Judd- Ofelt理论计算了 Na Y(WO4) 2 :Er3+ ,Yb3+晶体中 Er3+的 3个唯象强度参量 Ω2 =18.10× 10 - 2 0、Ω4=2 .5 9× 10 - 2 0、Ω6 =1.2 1× 10 - 2 0和辐射跃迁特征参量。研究了晶体的荧光特性 ,并在 974nm的 L D泵浦下得到上转换绿色荧光。分析了晶体中 Yb3+向 Er3+传递能量的机制。