ScF_3,NaScF_4,(NH_4)_2NaScF_6的可控合成与上转换发光性能的研究

钪基氟化物化学性质稳定、声子能量低、无辐射弛豫概率较低,是一种新型高效的基质材料,并且Sc^(3+)半径较小,能与多种氨羧络合剂形成稳定的螯合物,因而具有更加奇特的物理和化学性质,近年来,成为许多科学家研究的热点。以聚乙烯二胺(PEI)作为表面活性剂,采用水热法在反应温度为200℃时成功制备了ScF_3∶Yb^(3+)/Er^(3+),NaScF_4∶Yb^(3+)/Er^(3+),(NH_4)_2NaScF_6∶Yb^(3+)/Er^(3+)纳米上转换发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对所制备样品的晶相、形貌和发光特性进行了研究,结果显示:通过改变反应物NH_4F和Ln^(3+)的比例(NH_4F/Ln^(3+)=1∶1,2∶1,2.5∶1,3∶1,4∶1,6∶1,10∶1,20∶1,30∶1,40∶1,50∶1)实现了对样品产物、晶相、形貌的控制。当NH_4F/Ln^(3+)为2.5∶1时,生成了纯立方相的ScF_3;在NH_4F/Ln^(3+)为4∶1时,生成了六角相的NaScF_4;在NH_4F/Ln^(3+)为40∶1时,生成了一种纯立方相的新型基质材料(NH_4)_2NaScF_6,样品结晶度高,形貌均一,有正方形片状和足球状多面体;在980nm红外激光的激发下,不同NH_4F/Ln^(3+)比例生成的样品发光呈现桔黄→桔红→绿→黄绿等多种颜色的变化。实验表明仅改变NH_4F一种原料的用量,就可以生成ScF_3∶Yb^(3+)/Er^(3+),NaScF_4∶Yb^(3+)/Er^(3+)和(NH_4)_2NaScF_6∶Yb^(3+)/Er^(3+)三种不同的产物,说明NH_4F的用量对产物的生成有决定性的作用,对晶相的转换、颜色的调控亦有重要影响。

反应温度对Na_(3)ScF_(6)∶Yb/Er纳米晶的发光和形貌的影响

稀土离子掺杂上转换发光材料(UCNP)在太阳能电池、固体激光、彩色显示、生物成像等领域有着巨大的应用潜力,因而受到广泛的关注。在稀土元素中,钪(Sc)元素既处于第三主族的顶端,又处于过渡元素开始的地方,且具有最小的离子半径,因而具有异于Y,Gd和Lu基材料的物理、化学性质。Na_(3)ScF_(6)化学性质稳定,声子能量低,是一种新型高效的基质材料,但是目前对其研究依然较少。基于此,采用熔剂热方法,以油酸(OA)和十八烯(ODE)作为溶剂,保持OA∶ODE=10 mL∶10 mL和NaF∶Ln^(3+)=4∶1不变,调节反应温度为260,280和300℃时合成了一系列的单斜相Na_(3)ScF_(6)∶Yb/Er纳米晶。研究结果表明:在合成温度为260℃时,样品为单斜相的Na_(3)ScF_(6)∶Yb/Er(PDF No.47-1221)纳米晶,粒径在20 nm左右;反应温度为300℃时,样品为单斜相的Na_(3)ScF_(6)∶Yb/Er(PDF No.20-1221)纳米晶,粒径在18 nm左右,结晶度高,分散性好。在280℃时为单斜相的PDF No.47-1221和PDF No.20-1221二者的混合相,样品形貌均一,分散性好,粒径在30 nm左右。在980 nm激光的激发下,随着反应温度从260℃升高到300℃,样品上转换发光颜色从红光转化为绿色光,发射光强显著增加,约为原来的3.1倍。随后,在反应温度为300℃时,讨论了样品形貌随时间的演化。仅通过调节反应温度,即实现了Na_(3)ScF_(6)∶Yb/Er纳米晶上转换发光颜色的可控输出,这不仅提供了一种红绿光的调节方法,而且补充了钪基氟化物的研究,拓宽了钪基纳米材料的应用范围。

基于自由空间光的可调谐DPSK信号解调器

提出了一种基于自由空间差分延时干涉的可快速调谐的DPSK信号解调器.实现了10Gb/s以及40Gb/s NRZ-DPSK信号的解调,误码率小于10-9.实验结果证明该解调器适用于10Gb/s及更高比特速率NRZ-DPSK信号的解调,调谐时间可达μs,调谐范围从2.5Gb/s到40Gb/s.与波导型马赫-曾德尔型差分延迟干涉解调器相比,能实现快速调谐,可用于克服因信号抖动导致的时钟失步等问题.

基于SOA环形腔激光器的理论分析

给出了描述半导体光放大器(SOA)考虑损耗时放大特性的新公式,特点是定义了一个特征函数,使公式变得简洁好记.得到了由SOA经过光纤反馈构成的环形腔激光器的起振条件、不同反馈系数时的振动输出功率、以及在高斯滤波器条件下的输出光谱,其输出光谱比滤波器的带宽要宽得多.

光栅型可调谐掺铥连续光纤激光器研究进展

2μm波长可调谐掺铥连续光纤激光器具有调谐范围宽、输出线宽窄和噪声低等特点,在激光雷达、遥感、光通信、光谱分析、环境监测及激光医疗等领域具有重要应用,近年来成为光纤激光技术领域的研究热点。文章首先介绍了可调谐光纤激光器中实现波长选择的各类光栅元件的基本结构及工作原理,涉及到的光栅元件主要包括闪耀光栅、体布拉格光栅和光纤光栅;其次重点阐述了基于光栅的可调谐掺铥连续光纤激光器在国内外的研究进展,最后对其未来的发展趋势做出展望。

NaGdF4∶Yb3+/Ho3+/Ce3+共掺杂体系中红光和绿光比率增强设计

稀土离子掺杂氟化物纳米材料的红色上转换发光在彩色显示、生物成像、医学诊断、防伪标记等领域具有很大的应用潜力,尤其是小粒径的红色上转换纳米晶在医学诊断和生物成像等领域具有重要的应用价值。采用熔剂热方法成功地合成了一系列NaGd0.78-xF4∶Yb/Ho/Cex(x=0%,5%,10%,15%,20%,30%)上转换发光纳米晶,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱仪等仪器对产物的物相结构、形貌和荧光性质进行了表征与研究,样品形貌均一,分散性好,呈现六角相,粒径大约在15~40nm,随着Ce^3+掺杂量的增大,粒径有所增大。在980nm红外光照射下,随着Ce^3+掺杂量的增加,Ho^3+红色光上转换显著增强,绿色光减弱,红色光和绿色光的比率从0.1224增加到3.2193,增加了将近26倍,产生了强烈的红色光,实现了绿色到红色的转换。最后,详细讨论了Ho^3+和Ce^3+离子之间可能的上转换发光机制。

二维材料调制的掺铥脉冲光纤激光器的研究进展

2μm波段掺铥脉冲光纤激光器由于在人眼安全、激光雷达、生命科学、光通信和医疗等领域有着重要的应用,近年来成为新型光纤激光器的研究热点。以石墨烯为代表的二维材料因其优良的可饱和吸收特性引起人们的广泛关注。分析了碳纳米管、石墨烯、黑鳞及拓扑材料等二维材料作为可饱和吸收体在掺铥脉冲激光器中的应用和发展。对国内外基于二维材料的掺铥脉冲光纤激光器的研究进展进行了综述,并对其未来的发展前景进行了展望。

基于光学检测方法的霍普金森压杆技术综述

分离式霍普金森压杆技术是一种被广泛应用于测量材料在高应变率范围内动态力学性能的一种行之有效的实验手段。传统的霍普金森压杆测量方法主要是利用粘贴在入射杆和透射杆上的应变片实现对被测材料动态力学性能测量的目的,但是这种应变片式的霍普金森压杆技术中仍存在一些固有的问题和不足。为了获得更高效、精确的实验数据,基于光学检测方法的霍普金森压杆测量技术应运而生。它具有非接触性、高度可重复性、测量结果更加可靠和准确等优点。文章首先简要回顾了传统分离式霍普金森压杆技术的起源与发展,以及测量装置和测量原理。在此基础上,重点介绍了三种基于光学检测方法的分离式霍普金森技术,并简要说明了各个测量方法的特点。

生物散斑测量技术综述

生物散斑是激光照射在生物体表面产生的散斑现象。生物散斑的变化与生物体内的某些性质相关联,因而作为一种新型检测技术被广泛研究。生物散斑测量技术是一种无需全场扫描、非侵入式、可实时处理和可定性/定量测量的光学测量方法,在生物医学和农业领域得到了广泛的应用。对生物散斑测量的原理进行了分析,简述了国内外此项技术的研究进展和成果,并对常用的生物散斑图像处理算法的原理及优缺点进行了比较。