掺铥硫氧化钇的特殊余辉性质

迄今为止, 稀土长余辉磷光体已见文献或专利公开报道的激活离子主要有适于紫外光激发的三价铈离子(Ce3+)[1,2]和三价镨离子(Pr3+)[3~6]、适于可见光激发的铕离子(Eu3+和Eu2+)[7~9]及钐离子(Sm3+, Sm2+)[9], 尚未涉及到铥离子Tm3+或Tm2+.

Er^(3+),Ho^(3+)和Tm^(3+)在硫氧化钆中的余辉发光

The new Er3+, Ho3+ and Tm3+ doped gadolinium oxysulfide phosphors with the long afterglow emission were synthesized by solid-state reaction method. The synthesized phosphors were characterized by X-ray diffraction. The excitation and photoluminescence spectra, afterglow spectra and afterglow decay curve were examined by fluorescence spectroscopy. The afterglow spectra of Gd2O2S∶Er3+, Mg, Ti showed typical transitions of Er3+ at 528 (2H11/2 → 4I15/2),548 (4S3/2 → 4I15/2) and 669 nm (4F9/2 → 4I15/2). In the afterglow spectra of Gd2O2S∶ Ho3+, Mg, Ti, typical transitions of Ho3+ at 546 nm (5S2 → 5I8), 651 and 661 nm (5F5 → 5I8) were observed. In Gd2O2S∶Tm3+, Mg, Ti, the afterglow emission at 800 nm (1G4 → 3H5) of Tm3+ was seen. The mechnism and model of afterglow energy transfer were proposed.

掺铥(Tm^(3+))光纤激光器

根据基质分类和波长分类综述了掺铥光纤激光器的发展过程，并给出了我们关于掺铥石英光纤激光器研究中初步的实验结果。

Long-Lasting Properties of Rare Earth-Doped Y_2O_2S Phosphors

The aim of this presentation is to report a new result of afterglow materials. The Y 2O 2S∶Ln 3+ (Ln=Sm, Tm) phosphors show bright reddish orange and orange-yellow colors when excited by UV or visible light. The main spectroscopic characterizations of Sm 3+ and Tm 3+ in yttrium oxysulfide and their long-lasting phosphorescence were measured and discussed in this presentation. Their long-lasting phosphorescence can be seen by the naked eyes clearly for about one hour in the dark room after the irradiation light sources were removed. XRD and photoluminescence (PL) spectra as well as the luminance decay were used to characterize these long-lasting phosphorescence phosphors. The results of XRD indicate that the products synthesized through the flux fusion method under 1050 ℃ for 6 h have a good crystallization without any detectable amount of impurity phase. Both the PL spectra and luminance decay results reveal that these phosphors have efficient luminescent and good long-lasting properties. We believe that the experimental data gathered in our present work will be useful in finding some new long-lasting phosphors with different colors.

铥离子(Tm^(3+))能级标注浅议

铥离子具有丰富的能级结构,可以形成不同的激光振荡.在查阅文献的过程中,作者发现铥离子能级标注非常混乱.本文首先举例说明了标注混乱的原因,然后利用同科电子合成的方法得出了铥离子能级标注中的各光谱项,最后给出了几点建议.

796 nm二极管泵浦连续波1.88 W Tm∶LYF激光器

用坩埚下降法生长了Tm3+掺杂浓度分别为0.8%和1.3%的优质大尺寸LiYF4(LYF)单晶体。测定了单晶体的吸收光谱、发射光谱,并计算了3F4能级的的最大吸收截面与最大发射截面分别为0.25×10^-20 cm^2和0.33×10^-20 cm^2。以796 nm半导体激光器(LD)为泵浦源,采用短平板腔结构模型研究了Tm掺杂LYF单晶体在~2.0μm波段的激光输出性能。当LD泵浦功率为3.4 W时,Tm∶YLF晶体的最大激光输出功率为1.88 W,相应的光光转换效率和斜率效率分别为51%和57%。使用半导体可饱和吸收镜抽运Tm掺杂LYF单晶体,测试其在~2.0μm波段连续波锁模激光运转。当最大抽运功率为3.5 W时,获得锁模激光的最大平均输出功率为200 mW,此时锁模脉冲宽度~20 ps,对应的重复频率63.86 MHz,中心谱线为1.88μm。结果表明,Tm掺杂LYF单晶体是一种具有较好物理性能的~2μm波段超快激光晶体。

高功率光纤激光器功率的数学模型与调谐特性仿真分析

针对高功率光纤激光器功率的数学模型与调谐特性展开仿真分析。设计高功率可调谐掺铥离子光纤激光器结构,选取^(3)H_(6)→^(3)H_(4)泵浦方式,建立该光纤激光器功率数学模型,并对其调谐特性展开数值仿真分析。结果表明,在统一泵浦方式及所泵浦光纤的前提下,随掺杂光纤长度由2.3 m调谐到2.8 m,光纤激光器的最高输出功率与激光峰值波长均明显上升;当激光传输损耗系数由0变化至0.02 m^(–1)时,在相同光纤长度下,输出功率逐渐降低,当激光传输损耗系数为非0值时,随着光纤长度的增长激光器输出功率为先升后降趋势;在泵浦波长分别调谐为920,940,960 nm时,激光器最高输出功率依次出现在掺杂光纤长度为32,36,24 m时,在泵浦波长为960 nm时,输出功率对光纤长度最具敏感性。

荧光粉Ca_(3)NbGa_(3)Si_(2)O_(14):Dy^(3+)/Tm^(3+)的制备及其发光性能的研究

稀土发光材料广泛应用于荧屏显示、照明、信息探测等领域。采用高温固相法制备了一系列稀土离子激活荧光粉:Ca_(3)NbGa_(3)Si_(2)O_(14):xDy^(3+)和Ca_(3)NbGa_(3)Si_(2)O_(14):0.03Dy^(3+)/y Tm^(3+)。通过测试样品的XRD和荧光光谱对样品物相、结构及发光性能进行了表征,并对其能量传递机制和CIE色坐标进行了分析研究。结果表明:Ca_(3)NbGa_(3)Si_(2)O_(14):x Dy^(3+)荧光粉在监测波长为573 nm时最佳的激发波长为348 nm;用348 nm激发样品时主要发射黄光,当x为0.03时,其强度达到最强;在Ca_(3)NbGa_(3)Si_(2)O_(14):0.03Dy^(3+)/y Tm^(3+)荧光粉中,其有效激发为365和352 nm,通过对Tm^(3+)掺杂浓度的调控,不仅实现了发光强度的最优而且其发光颜色可调,通过调控Tm^(3+)的掺杂浓度,Ca_(3)NbGa_(3)Si_(2)O_(14):0.03Dy^(3+)/y Tm^(3+)荧光粉可实现白光发射;当y=0.04时,Ca_(3)NbGa_(3)Si_(2)O_(14):0.03Dy^(3+)/0.04Tm^(3+)(0.3315, 0.3382)最接近标准白光点(0.333, 0.333)。研究结果表明Ca3NbGa3Si2O14:Dy^(3+)/Tm^(3+)荧光粉在白光LED照明领域具有很好的应用价值。

Tm(3＋)和Ho(3＋)双掺锗铌酸盐玻璃的中红外发光性质

用高温熔融法制备了Tm^(3+)和Ho^(3+)双掺的86GeO_2-4Nb_2O_5-10Na_2O锗铌酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论,获得了Tm^(3+)的强度参量及Tm^(3+)的自发辐射跃迁几率、辐射寿命等光谱参量。根据McCumber理论,计算了玻璃中Tm^(3+)能级~3H_6→~3F_4跃迁和Ho^(3+)能级~5O_8→~5I_7跃迁和Ho^(3+)的吸收截面σ_a受激发射截面σ_a和增益光谱G(λ)。在808 nm激光二极管激发下,研究分析了Tm^(3+)敏化Ho^(3+)的2.0μm的红外发射光谱。结果表明:Ho^(3+)的共掺提高了Tm^(3+)(~3F_4)→Ho^(3+)(~5I_7)之间的能量转移效率,增强了2.0μm的红外发光。

Tm^3＋/Ho^3＋/Yb^3＋掺杂钠铝碲酸盐陶瓷上转换荧光分析

采用高温固相熔融法制备Tm3+/Yb3+、Ho3+/Yb3+和Tm3+/Ho3+/Yb3+掺杂钠铝碲酸盐陶瓷。用X射线衍射分析钠铝碲酸盐陶瓷的结构,结合974nm激光激发的上转换荧光,探讨上转换荧光强度与激发功率的关系。根据计算Tm3+/Ho3+/Yb3+掺杂样品上转换荧光色坐标,研究荧光色坐标与激发功率的关系。结果表明:钠铝碲酸盐陶瓷整体上呈无序结构,但存在少量α-Al2O3。由于Tm3+的上转换蓝光发射属三光子过程,Tm3+/Ho3+/Yb3+掺杂体系中,蓝光发光强度随激发功率增加而迅速增长的趋势比绿光和红光的更为明显。随着激发功率的增大,色坐标在1931CIE色品图中沿左下方朝蓝绿区方向移动,实现了上转换荧光的色彩变换。

Tm^(3+)掺杂65GeS_2-25Ga_2S_3-10CsI微晶玻璃光谱特性

采用适当的热处理工艺制备了系列掺Tm^(3+)的透明GeS_2-Ga_2S_3-Csl硫卤微晶玻璃。测试了基质玻璃和微晶玻璃样品的密度、显微硬度、红外光谱以及在800nm激光泵浦下的近红外及中红外荧光光谱。结果表明:热处理后样品析出的晶相颗粒为Ga_2S_3和GeS_2的混合体,晶粒尺寸限制在100nm以内;而原本掺杂在玻璃基质中的Tm^(3+)富集在析出的Ga_2S_3和GeS_2晶体的周围,引起了Tm^(3+)周围环境的改变。因此,热处理后的微晶玻璃样品的近红外和中红外荧光强度增强。

纤芯掺铥均匀性对TDF及其TDFL性能的影响

为改善掺铥光纤激光器(TDFL)的性能,对大模场双包层(LDC)铥掺杂光纤(TDF)及其搭建的TDFL的光学特性进行了实验研究。实验以两种不同类型LDC-TDF(即气相掺杂法制备的VTDF-7光纤和液相掺杂法制备的STDF-29光纤)作为试样,并以其分别搭建了TDFL。对上述TDF和TDFL光学性能分别进行详细实验研究后发现:相比STDF-29光纤,VTDF-7光纤具有更大的均匀纤芯掺杂区域;相比STDF-29光纤搭建的TDFL,VTDF-7光纤搭建的TDFL具有更高的光转换效率(53.5%,前者仅为48.7%,高出约5%)和长期稳定性(连续工作65h的功率不稳定性低于1%,前者仅工作1h就表现出了超过10%的功率衰减)。经分析,VTDF-7光纤搭建的TDFL的激光效率提高以及光子暗化效应减弱的主要原因是VTDF-7光纤中均匀的掺杂分布减少了因离子团簇而引起的损耗。由此可得,相比液相掺杂法,气相掺杂法在制备高质量大模场TDF上更具优势,可提高以其搭建的TDFL的光转换效率和耐用性。