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。

大尺寸优质激光晶体Nd^(3+)/Yb^(3+):NaY(WO_4)_2的生长和性能研究

采用提拉法生长了尺寸为Φ25 mm×100 mm的大尺寸Nd3+与Yb3+掺杂的NaY(WO4)2晶体。对晶体的生长习性进行了讨论,利用XRD对晶体进行了相分析。测试了晶体的热膨胀特性,得到了主轴方向的热膨胀系数,测得沿c轴的膨胀系数大约为a轴的两倍。在室温下测试了Yb3+掺杂的NaY(WO4)2晶体的吸收谱、荧光光谱和相关能级的荧光衰减,用标准与改进的J-O理论分析了吸收光谱与荧光光谱。结果表明,Yb3+掺杂的NaY(WO4)2晶体有着较好的光谱性能参数。采用氙灯泵浦Nd3+掺杂的NaY(WO4)2,实现了1.06μm波段786 mJ的激光输出,同时在LD泵浦下,采用LBO晶体倍频,实现了87 mW的激光输出,基频光光转换效率为25%,斜率效率为7.98%。

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∶NaY(WO_4)_2激光晶体生长

采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的Yb∶NaY(WO4)2(简称Yb:NYW)激光晶体,通过TG DTA分析得到晶体的熔点为1211℃,从XRD分析得到晶胞参数为a=b=0.5212nm,c=1.1268nm,V=0.3062nm3。讨论了Yb∶NYW晶体的生长工艺,给出了晶体生长的最佳工艺参数。测试了晶体的红外光谱和拉曼光谱,对晶体的红外振动模式进行了归属,并分析了晶体的拉曼光谱。

NaY(WO_4)_2∶Eu^(3+)/Tb^(3+)/Tm^(3+)白色荧光粉的制备与发光性能

采用溶剂热法合成了一种单一相白色荧光粉NaY(WO4)2∶Eu3+,Tb3+,Tm3+。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)及荧光光谱(PL)对制备的系列样品的物相、形貌和荧光性质进行了表征。结果表明:在荧光粉NaY(WO4)2∶x%Eu3+,4%Tb3+,1%Tm3+(x=5,10,15,20)中,随着Eu3+掺入量的增加,发光从绿光区进入白光区。同时观察到Tb3+到Eu3+的有效能量传递。

Nd∶NaY(WO_4)_2激光晶体生长

采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的Nd:NaY(WO_4)_2(简称Nd:NYW)激光晶体,尺寸为φ20mm×30mm。通过TG-DTA差热分析得到晶体的熔点为1211℃,从XRD分析得到晶胞参数为a=b=0.5212nm,c=1.1268nm,晶胞体积V=0.3062nm^3。讨论了Nd:NYW晶体的生长工艺,给出了晶体生长的最佳工艺参数。通过比较Nd:NaBi(WO_4)_2(简称Nd:NBW)和Nd:NYW的XPD、红外光谱和拉曼光谱测试结果,认为二者结构基本相同,为四方晶系白钨矿结构、I4空间群。

NaY(WO_4)_2∶Sm^(3+)晶体的生长与上转换发光

用Czochralski法生长了高光学质量、大尺寸的NaY(WO4 ) 2 ∶Sm3 + 单晶。测量了晶体在室温下的吸收谱 ,对跃迁的能级进行了指认。在 94 6nm泵浦下测量了晶体的上转换荧光发射谱。研究了NYW晶体中Sm3 + 上转换发光的机制。

816nm光激发下Sm^(3+)掺杂NaY(WO_4)_2上转换发光性能的研究

通过水热法合成出NaY(WO_4)_2∶Sm^(3+)上转换荧光粉。该荧光粉性质通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、激发光谱以及发射光谱来表征。探讨了Sm^(3+)浓度及退火温度对NaY(WO_4)_2∶Sm^(3+)晶体结构、形貌和发光性能的影响。在Sm^(3+)浓度为1.2%,800℃退火条件下合成的样品具有最佳发光性能。利用816nm光激发NaY(WO_4)_2∶Sm^(3+),观察到了563nm处绿光,606nm处橙光以及647nm处的红光发射峰。它们分别来自于Sm^(3+)的~4 G_(5/2)→~6 H_(5/2)、~4 G_(5/2)→~6 H_(7/2)、~ G_(5/2)→~6 H_(9/2)能级跃迁。

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。

Nd∶NaY(WO_4)_2晶体生长与开裂研究

本论文采用提拉法 (CZ)生长了尺寸为1 5mm× 2 0mm的Nd :NaY(WO4) 2 晶体 ,并从理论上讨论了温度梯度、提拉速度、晶体转速和晶体尺寸等工艺参数以及热应变等因素对晶体开裂的影响 ,给出了生长Nd :NaY(WO4) 2

776nm近红外光激发下NaY(WO_4)_2:Dy^(3+),Ho^(3+)上转换发光粒子的光学特性

采用水热法制备出NaY(WO+4)+2:Dy^(3+),Ho^(3+)上转换荧光材料。通过X线粉末衍射、扫描电子显微镜、激发光谱以及发射光谱对该材料特性进行表征。研究Dy^(3+)与Ho^(3+)的掺杂比例及退火温度对上转换发光效果的影响,并确定了最佳反应条件。探讨Dy^(3+)与Ho^(3+)的能量传递过程及上转换发光机制。研究结果表明:通过776 nm近红外光激发NaY(WO+4)+2:Dy^(3+),Ho^(3+),观察到Dy^(3+)的480 nm处蓝光发射峰以及577 nm处的黄光发射峰。其中蓝光主要来自于Dy^(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)跃迁,黄光由Dy^(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁产生。

NaY(WO_4)_2晶体生长与开裂分析

本文采用Cz法生长NaY (WO4 ) 2 晶体。研究了钨酸钇钠晶体的生长工艺 ,给出晶体生长的最佳工艺参数为拉速 1 - 2mm/h ,转速为 1 0 - 1 8r/min ,冷却速率为 1 8℃ /h ,轴向温度梯度为液面上 0 7— 1℃ /mm。大量实验表明 ,晶体开裂主要是由热应力引起的。热应力引起的开裂除了沿解理面方向外 ,还由于各方向上热膨胀系数不同 ,而表现为横向层状的断裂 (偏c轴方向生长 )和纵向断裂 (偏a轴方向生长 )两种形式。因此可通过设计合理而稳定的温场、选择最佳工艺参数及退火处理等方法 。

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。

NaY(WO_4)_2:Eu^(3+)红色荧光粉的水热法制备及其发光性能研究

采用水热法,在乙二醇:水=1:4的环境下制备出了NaY(WO4)2:Eu3+红色荧光粉,研究了体系pH值对粉体结构、形貌以及发光性能的影响.采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光分光光度计(PL)对样品进行了表征.结果表明:在180℃下可以得到纯相结构的NaY(WO4)2:Eu3+荧光粉,反应体系的pH值对合成的粉体的形貌及发光性能有显著影响.

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。

Sm^(3+):NaY(WO_4)_2激光拉曼晶体的生长与性能表征

采用提拉法(CZ法)生长出了Sm3+:NaY(WO4)(2简称Sm3+:NYW)单晶,给出晶体的较佳生长工艺:晶体沿[100]生长,转速为15—20r/min,提拉速度为1.0—2.0mm/h,分五个程序退火。TG-DTA分析得到晶体的熔点为1203℃。通过等离子体发射光谱仪检测晶体中稀土元素Sm3+的含量。另外,测量了室温下250—2000nm范围内的吸收和透过光谱以及在405nm激发下的上转换荧光发射谱。结果表明:Sm3+:NYW晶体具有易于生长、分凝系数高、吸收峰强、吸收带宽等优点,在LD泵浦的激光器中将具有较好的应用前景。

Nd:NaY(WO_4)_2晶体生长与性能研究

Nd :NaY (WO4 ) 2 (简称Nd :NYW )是一种性能优良的激光晶体。本文采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的Nd :NYW晶体 ,通过TG -DTA分析得到晶体的熔点为 12 0 8 7℃ ,并分析了晶体的吸收光谱。通过比较Nd :NaBi (WO4 ) 2 (简称Nd :NBW )和Nd :NYW的红外光谱和拉曼光谱结果 ,认为二者结构基本相同 ,为四方晶系、白钨矿结构、I4 1/a空间群。

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。

Li、Eu掺杂NaY(WO_4)_2荧光粉的合成与红色发光

利用固相法合成了Li+、Eu3+掺杂的NaY(WO4)2红色荧光粉,并且用X射线粉末衍射仪和紫外-可见光谱仪进行了表征。研究发现纯相产物可以在1100℃下制备,然而稳定存在的温度区间仅约100℃。和已报道的燃烧法产物不同,Eu3+掺杂产物的发光性质证实了浓度猝灭现象的存在,掺杂9mol%时发光最强,有效激发波长是393 nm,发射光谱体现为高选择性的Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁,因此适合于解决白光LED中缺乏红光成分的问题。Li+掺杂既没有改变Eu3+红光发射的择优性,又能够调节发光强度。研究发现合适的Li+浓度可以增强发光,但是浓度过大或过小对发光不利,掺杂30mol%时发光最强。这种变化规律可以归因于点阵缺陷增加和Y原子格位不对称性增强对发光强度的不同影响之间竞争的结果。