Er3+,Er3+-Yb3+和Er3+-Na+掺杂CaF2透明陶瓷的光学性能

以Ca(NO3)2、Er(NO3)3、Yb(NO3)3、KF和NaF为原料,采用热压烧结方法制备出Er3+,Er3+-Yb3+和Er3+-Na+掺杂CaF2透明陶瓷。测试了样品室温吸收光谱和发射光谱。利用Judd-Ofelt理论分析了样品的光学性能,并对吸收光谱进行计算拟合,得到光谱参数?t (t=2,4,6),根据光谱参数?t计算出Er3+某些能级的的跃迁几率、荧光分支比、辐射寿命和品质因子,讨论并比较了Er3+-Yb3+和Er3+-Na+共掺对CaF2透明陶瓷光学性能的影响。结果表明：掺杂Yb3+和Na+改变了Er3+光谱参数;Er3+-Yb3+共掺有利于提高样品的荧光强度;Er3+-Na+共掺有利于提高荧光寿命。     

Yb~(3+)/Ho~(3+)共掺Ge_(25)Ga_5S_(70)玻璃中红外发光特性

用熔融急冷法制备了系列Yb3+/Ho3+共掺Ge25Ga5S70硫系玻璃,测试了样品的吸收光谱以及980nm激光泵浦下中红外荧光光谱特性,用Judd–Ofelt理论计算分析了单掺Ho3+在Ge25Ga5S70玻璃中的强度参数Ωi(i=2,4,6)、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数。研究了Yb3+/Ho3+共掺样品在980nm激光泵浦下获得的Ho3+:2.9μm中红外荧光光谱性质,表明Yb3+/Ho3+之间存在能量共振转移。当固定Yb3+掺杂浓度为0.5%(质量分数,下同),随着Ho3+掺杂浓度从0增加为0.7%,Yb3+:2F5/2能级寿命明显单调下降,说明Yb3+/Ho3+之间有效的能量传递主要来源于Yb3+:2F5/2能级向Ho3+:5I6能级的共振能量传递。运用Futchbauer-Ladenburg公式计算比较了不同掺杂浓度下Ho3+:5I6→5I7跃迁的受激发射截面。     

Yb3+和Er3+共掺杂的NaY（WO4）2纳米晶的制备与发光性能

采用水热法制备出NaY(WO4):Yb3+,Er3+纳米发光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜表征了制备的发光粉样品;研究了不同Yb/Er摩尔比对发光强度的影响。结果表明:Yb3+和Er3+共掺杂的NaY(WO4)2属于四方晶系,其粒径在30 nm左右,且分散均匀。当Yb/Er摩尔比为4:1时,NaY(WO4):Yb3+,Er3+发光粉样品的发射峰强度达到了最大值。用980nm激光对其进行激发,在室温下观察到了410、524、553和656nm的发射峰,分别对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁。根据激发功率与发光强度的关系得出410、524、553和656 nm发射峰均为双光子过程。     

Spectroscopic Properties and Energy Transfer Mechanism of Er^3＋/Yb^3＋/Ce^3＋ Codoped Tellurite-based Glasses

为进一步揭示多稀土离子共掺低声子能量玻璃中Er3＋的光谱特性及其发光机理,采用高温熔融法制备了Er3＋/Yb3＋/Ce3＋共掺组分为（72.5–x）TeO2–20ZnO–5La2O3–0.5Er2O3–2Yb2O3–xCe2O3（x=0,0.4,0.7,1.0,摩尔分数x%）的碲酸盐玻璃,通过测量吸收光谱、荧光光谱和无掺杂样品的Raman光谱,以及计算相应能级间的吸收截面和受激发射截面,研究并分析了Yb3＋和Ce3＋离子掺杂对于Er3＋的1.55μm波段荧光特性的影响。结果显示：Yb3＋和Ce3＋的引入能显著增强975nm泵浦下Er3＋的1.55μm波段荧光强度。分析表明：Er3＋在1.55μm波段荧光强度的增强主要归结于Yb3＋/Yb3＋、Yb3＋/Er3＋离子间的共振能量传递过程以及基于单声子和双声子辅助的Er3＋/Ce3＋离子间的能量传递过程,并通过计算得到了相应稀土离子间的能量传递微观参数和声子所作的贡献比。     

基于Er3+/Yb3+掺杂的上转换玻璃陶瓷材料的制备和性能

采用熔融-晶化法在ZnO-Al2 O3-SiO2系玻璃陶瓷的基础上,用GeO2取代部分SiO2成功制备出Er3+/Yb3+共掺ZnO-Al2 O3-GeO2-SiO2系玻璃陶瓷,并通过对样品的硬度及上转换荧光测试分析确定了GeO2的最佳取代量为7.5wt％.研究发现在980 nm波长光的激发下,样品产生了绿色(524 nm、546 nm)和红色(659 nm)上转换发光,且当Er3+/Yb3+掺杂比为2.5:6.5时样品上转换荧光强度最强.     

Er,Yb:CaF2透明陶瓷的制备及其性能研究

首先以(Ca(NO3)2·4H2O、Er(NO3)3·5H2O、Yb(NO3)3·5H2O和KF·2H2O等试剂为原料,选择化学沉淀法合成了Er,Yb:CaF2纳米粉体,采用XRD和FE-SEM技术对纳米粉体特性进行了测试与表征.以合成的纳米粉体为原料,采用真空热压烧结技术,在800℃、30 MPa条件下制备了Er,Yb:CaF2透明陶瓷,并对陶瓷样品的元素组成与分布、显微结构及热导率等特性进行了测试与表征.结果表明:合成的Er,Yb:CaF2纳米粉体为单相立方萤石结构,平均尺寸在20～40 nm,并易形成尺寸为3～5μm的团聚体;Er与Yb元素在陶瓷样品中分布均匀,陶瓷的平均晶粒尺寸为1μm左右,并由于不均匀烧结,样品中存在大尺寸的孔洞结构,随着Yb掺杂浓度的增加,陶瓷样品的热导率逐渐降低.     

掺Yb3+的氧化镧钇透明激光陶瓷的光谱特性

采用传统陶瓷烧结工艺,在无压还原气氛中低温制备了Yb3 掺杂量高达10%(按摩尔计)的透明性良好的氧化镧钇激光陶瓷,研究了其在室温的吸收光谱、发射光谱以及荧光寿命.结果表明:掺Yb3 氧化镧钇透明激光陶瓷具有宽的吸收和发射光谱以及长的荧光寿命.吸收峰位于902,942nm和968nm处,吸收截面分别为0.31×10-20,0.45×10-20cm2和0.53×10-20cm2;主发射峰位于1 032nm和1 075 nm处,发射截面分别为1.05×10-20cm2和0.87×10-20 cm2,上能级荧光寿命分别为1.17ms和1.04ms.掺Yb3 氧化镧钇透明激光陶瓷大的吸收和发射截面以及长的荧光寿命有利于高效吸收泵浦能量,是一种适合于高效、高功率激光二极管泵浦的固体激光介质.     

碘化铅对Dy3+掺杂GeS2-Ga2S3玻璃荧光光谱性质的影响

采用熔融淬冷法制备了掺杂浓度为0.3%(质量分数)的Dy3+:(100–x)(0.8GeS2–0.2Ga2S3)–xPbI2(x=5,10,15,摩尔比)系列硫卤玻璃样品,测试了样品热稳定性、折射率、密度、吸收光谱、近红外及中红外荧光光谱。应用Judd–Ofelt理论计算了Dy3+在系列样品中的强度参数(Ωt,t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参数。讨论了PbI2含量对样品的吸收光谱、光谱参数以及荧光光谱的影响。在Dy3+掺杂样品中,PbI2含量的增加有效地提高了1 330 nm和2 860 nm处的荧光强度。计算了0.3%Dy3+掺杂68GeS2–17Ga2S3–15PbI2玻璃在1 330 nm和2 860 nm处的受激发射截面值分别为3.63×10–20 cm2和1.57×10–20 cm2,2 860 nm处的量子效率为83.8%。     

Er3+掺杂TeO2-WO3-ZnO玻璃的发光性质

制备了不同组成和掺Er3 量的TeO2 WO3ZnO(TWZ)玻璃样品 ,测量了样品的吸收光谱和 970nmLD激发下的荧光光谱、荧光寿命。对制得的Er2 O3掺杂摩尔分数为 0 .6%的玻璃样品 ,由吸收光谱测得的 1.5 μm峰值吸收截面及计算的受激发射截面分别为 0 .74～0 .77pm2 和 0 .86～ 0 .90pm2 ,且玻璃的组成对其影响很小 ;Er3 在摩尔组成为 75TeO2 2 0WO35ZnO的TWZ玻璃中具有较大的荧光发射半高宽 (fullwidthathalfmaximum ,FWHM) ,且随掺Er3 量的增加 ,Er3 1.5 μm发射荧光强度和FWHM总体呈增加趋势 ,实验得到掺Er3 量为 3 .3 4× 10 2 0 /cm3时的FWHM为 80nm。研究同时发现Er3 在TWZ玻璃中具有很好的溶解性且其浓度猝灭效应较小     

Er3+和Yb3+共掺锗硅酸盐玻璃的上转换发光性能

采用熔融-淬火法制备了基体为30SiO2-20GeO2-15Al2O3-5B2O3-30CaF2的Er3+和Yb3+共掺锗硅酸盐玻璃.采用X射线衍射仪、荧光光谱仪和热分析仪对样品进行了表征.结果表明:Er2O3含量从0.5％(摩尔分数,下同)增加到2.0％时,玻璃转变温度Tg和Tx-Tg(Tx为第一析晶温度)数值均有明显下降.Yb2O3含量从1.5％增加到4.5％时,玻璃上转换红光发光强度数量级由103提高到105,对其中1个样品在740℃热处理12h后发现,微晶化处理并未对Er的上转换发光产生有益影响.     

溶剂热法制备Ca0.65La0.35F2.35:Yb3+/Er3+及其发光性能的研究

以油酸，辛醇和乙二醇作为溶剂体系，采用溶剂热法合成出Yb/Er共掺杂的Ca_0.65La_0.35F_2.35上转换纳米颗粒。通过改变前驱体Yb³⁺浓度制备样品，并借助使用X-射线衍射仪(XRD)、荧光光谱仪和扫描电镜(SEM)对颗粒进行表征，结果表明，当Yb³⁺离子浓度为20%时，得到红光发射较强的立方相的Ca_0.65La_0.35F_2.35,样品形貌较均匀，尺寸小。因此在生物成像、检测等领域具有潜在的应用价值。     

Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧玻璃的光谱性质

制备了Tm3+/Yb3+共掺杂的20GaF3-15InF3-17CdF2-15ZnF2-10SnF2-3P2O5-(20-x-y)PbF2-xTmF3-yYbF3(x=0.2～2,y=1～4)系列玻璃。室温下,通过其吸收光谱,运用Judd-Ofelt理论计算了样品的强度参量Ωt(t=2,4,6)、自发辐射几率、荧光分支比和荧光寿命等光谱参数。研究发现,增加Tm3+掺入量对Ω2影响不大,Ω4、Ω6的值有增大的趋势。在980nm激发下的荧光光谱中,观察到5个上转换发射峰,其中发光较强的464nm的蓝光是三光子过程,650nm的红光和800nm的红外光是双光子过程,并讨论了其上转换发光机理和Tm3+、Yb3+掺杂浓度对发光强度的影响。     

Nd3+掺杂的β-NaYbF4的制备及其协作敏化上转换研究

采用共沉淀法制备了β-NaYbF4以及Nd3+掺杂的β-NaYbF4上转换材料并研究了其上转换发光特性。通过X射线衍射仪、扫描电镜和荧光光谱测量与分析了样品结构和光致发光性质。在980nm激光激发下Nd3+掺杂的β-NaYbF4发射出紫外、可见和红外光上转换光。Yb3+-Yb3+离子对协作上转换同时敏化了Nd3+离子。     

Yb3+掺杂YAG微晶玻璃的制备与晶化性能研究

通过对CaO-Al2O3-SiO2三元相图相关点的探讨,确定Yb3+掺杂的29.5SiO2-30.5CaO-24 Al2O3-12Y2O3-4 Yb2O3-(0～3)ZrO2玻璃系统,采取高温熔融获得母体玻璃。用DTA和梯温法测定母体玻璃的析晶行为并确定热处理制度。采取XRD,TEM分析热处理后的样品。结果表明,选择的玻璃成分均可得到Yb3+掺杂YAG透明微晶玻璃,含3 mol%ZrO2更有利于得到晶体颗粒的形貌和大小基本一致、分散均匀、尺寸约33 nm的Yb3+掺杂YAG透明微晶玻璃。     

Dy3+/Tb3+单掺硼酸盐玻璃陶瓷的高效可见荧光发射

实验采用高温熔融-退火法分别合成了Tb³⁺掺杂和Dy³⁺掺杂的稀土硼酸盐玻璃陶瓷材料。XRD晶相分析表明,所制备的样品为非晶态玻璃陶瓷物质;SEM形貌分析表明,样品表面十分致密,无明显的结晶状物质;光谱特性试验结果表明,在紫外激发下,Tb³⁺和Dy³⁺单掺在这种新型硼酸盐玻璃陶瓷中分别发出了强烈的绿色和明亮的黄白光。该类材料在可见显示器件方面具有广阔的应用前景,可用于开发新型彩色光源、荧光显示器件、紫外传感器和可调谐可见光激光器。     

Er3+:Yb3+:Y3Al5O12单晶中Er3+离子光谱参数的计算

采用提拉法生长出光学质量的Er3 :Yb3 :Y3Al5O12(YAG)单晶,测定了晶体的吸收光谱和上转换荧光光谱,根据Judd-Ofelt理论,计算出Er3 在YAG晶体中的强度参数Ω2=1.074 1×10-20cm2,Ω4=1.295 3×1020cm2,Ω6=0.923 8×1020cm2.由此得到部分波段跃迁的荧光分支比、辐射寿命和积分发射截面积.提出将679 nm波段的4F9/2→4I15/2跃迁作为激光输出进一步研究的新通道.     

Yb3+/Tm3+∶KLa（MoO4）2激光晶体的生长与光谱特性研究

采用顶部籽晶提拉法生长出了Yb3+/Tm3+∶KLa(MoO4)2双掺杂激光晶体,单晶体尺寸达到15 mm×27mm。测试并分析了室温下的吸收光谱,计算出了各跃迁能级对应的吸收截面。利用J-O理论计算出了Yb3+/Tm3+∶KLa(MoO4)2中Tm3+掺杂离子的J-O强度参数。     

Yb3+和Ce3+对Er3+掺杂碲酸盐玻璃光谱性质的影响

;在掺Er3 的70TeO2-20ZnO-5La2O3-5Nb2O5(各组成以摩尔比计)玻璃中引入Yb3 和Ce3 ,分析比较了975nm泵浦下Yb3 和Ce3 对于Er3 的1.5μm波段红外荧光和可见上转换发光特性的影响.结果表明:在掺Er3 的碲酸盐玻璃中引入Yb3 ,有效地提高了Er3 的1.5μm波段红外荧光强度、展宽了其荧光谱,也显著增强了可见上转换发光强度.随着玻璃中Ce3 的引入,进一步提高了Er3 的4I11/2→4I13/2能级间无辐射弛豫速率,1.5μm波段红外荧光也得到进一步增强,但可见上转换发光大幅减弱.与Er3 /Yb3 共掺相比,Er3 /yb3 /Ce3 共掺碲酸盐玻璃是一种更为理想的应用于1.5 μm波段宽带放大器的增益介质.     

金属离子掺杂对TiO_2:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换材料发光性能的调控研究

稀土文章采用水热法合成掺杂不同金属离子的Ti O2:Yb3+/Er3+上转换发光材料。系统的探讨了不同的金属离子对Ti O2:Yb3+/Er3+发光材料发光性能、形貌以及晶型的影响。具体到通过荧光光谱数据分析离子价态、离子半径等对红、绿光性能的影响;通过SEM数据分析掺杂不同金属离子对应样品形貌的变化;通过XRD数据分析掺杂不同金属离子对应样品的晶型的变化。结果表明离子价态以及离子半径都会改变Ti O2:Yb3+/Er3+材料的发光性能,但与Ti O2:Yb3+/Er3+材料发光性能之间不存在线性关系;掺杂不同金属离子不会改变样品的形貌;掺杂不同金属离子得到了纯相的Ti O2:Yb3+/Er3+样品,且不改变样品的晶型。     

Ce3+–Eu3+共掺Y3Al5O12透明陶瓷荧光性能

Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)发射谱中红光成分的不足导致了白光LED色温偏高且显色性较差,一种解决方案是引入能发射红光的激活离子与Ce³⁺共掺杂以使YAG:Ce³⁺发射谱红移。本工作报道了Ce³⁺–Eu³⁺共掺Y₃Al₅O₁₂(YAG:Ce³⁺/Eu³⁺)透明陶瓷的制备、结构和荧光性能。该材料体系在Eu含量高达25%时仍保持纯石榴石相结构,且Eu³⁺的荧光猝灭浓度高达9%左右,比Pr³⁺和Sm³⁺等离子更适合用作YAG的红光发射激活剂。YAG:Ce³⁺/Eu³⁺透明陶瓷在蓝光(如442和466 nm)激发下的Ce³⁺荧光发射随着Eu含量的...