Er3+/Yb3+共掺Bi2O3-GeO2-Na2O玻璃的上转换发光

研究了不同Er3 /Yb3 掺杂比46Bi2O3-44GeO2-10Na2O(B46G44N10)(摩尔分数)玻璃的吸收光谱、红外吸收谱和上转换光谱性质,分析了玻璃中Yb3 敏化Er3 的上转换发光机制。测试了Er3 离子在不同Yb3 浓度下玻璃中的上转换荧光强度,得到最佳的掺杂质量比Er3 ∶Yb3 =1∶6。计算了在980 nm激发下Er2O3质量分数为0.5%和Yb2O3质量分数为3.0%的Er3 /Yb3 共掺B46G44N10玻璃的绿光上转换效率为2.27×10-4。比较了不同基质材料玻璃的上转换效率,结果表明B46G44N10玻璃是一种良好的上转换基质材料。     

Yb3+对掺铒碲酸盐玻璃红外和上转换发光的影响

研制了Er3+/Yb3+共掺TeO2-ZnO-La2O3玻璃,测试了Er3+离子的吸收谱、荧光谱和上转换发光谱,系统研究了975 nm抽运下Yb3+离子对于Er3+离子1.5 μm波段荧光性能及其上转换发光性能的影响.结果表明,随着碲酸盐玻璃中Yb2Os含量的增加,Yb3+离子对Er3+离子的能量传递增强,Er3+离子1.5 μm波段的荧光强度和上转换发光强度相应增大,但后者相对于前者增加更为迅速.通过对粒子数速率方程的理论模拟,计算结果与实验测量结果较为一致,表明Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃是一种优良的潜在上转换激光器增益介质.对上转换发光分析表明,强烈的绿光和红光激发是基于双光子的吸收过程.     

Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的上转换发光及能量传递机理

用高温熔融法制备了Ho3+单掺和Ho3+/Yb3+共掺、组分为TeO2-ZnO-Na2O的碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt(JO)理论计算分析了玻璃的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。通过测量上转换光谱,着重研究了Yb3+掺杂对于Ho3+上转换发光性能的影响,分析了Yb3+/Yb3+以及Yb3+/Ho3+间的能量传递过程。结果显示,975nm泵浦下Ho3+的上转换发光主要来自于Yb3+/Yb3+间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb3+/Ho3+间的能量传递过程,并计算得到了声子贡献比和能量传递微观参数。同时,计算分析了Ho3+:5 I7→5 I8能级跃迁的吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Yb3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为上转换激光器和2.0μm波段固体激光器的潜在增益基质。     

Investigation of up-conversion luminescence of Er3+ and Er3+/Yb3+ ions doped in PLZT for active electro-optical applications

The up-conversion luminescence of Er3+ and Er3+/Yb3+ ions doped in lanthanum-modified lead zirconate titanate (PLZT) under 980 nm excitation at room temperature has been investigated. The green upconversion luminescence at 540 and 566 nm was observed in Er3+:PLZT; the greater the concentration of Er3+ ions, the stronger the intensity. In Er3+-Yb3+:PLZT, other than the green up-conversion luminescence at 540 and 566 nm, a relatively weak red up-conversion luminescence at 668 nm was also observed. Both green and red up-conversion luminescence intensities presented an approximately quadratic dependence on excitation power, which indicated that two excitation photons are involved in the up-conversion process of Er3+:PLZT and Er3+-Yb3+:PLZT. The characteristics of PLZT ceramic material were also studied by Raman spectroscopy. This work shows a promising future for developing multifunctional up-conversion electrooptical devices using Er3+ and Er3+/Yb3+ ions doped PLZT.     

Er3+/Yb3+共掺锗碲酸盐玻璃的热稳定性、 Judd-Ofelt理论分析和光谱性质

用高温熔融法制备了一种Er3 /Yb3 共掺的70TeO2-5Li2O-10B2O3-15GeO2玻璃.测试和分析了其热稳定性、吸收光谱、荧光光谱和上转换发光.应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃中Er3 的强度参数、自发辐射跃迁几率、辐射寿命以及荧光分支比.结果表明:这种玻璃具有较好的热稳定性,较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面,位于532 nm、546 nm和659 nm的上转换绿光和红光,分别对应于Er3 离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的辐射跃迁,是一种较为合适的宽带光纤放大器和上转换激光器的基质材料.     

Er3+单掺和Er3+/ Yb3+共掺碲钨酸盐玻璃光谱性能

制备了Er3 + 单掺和Er3 + /Yb3 + 共掺碲钨酸盐玻璃 ,测量了Er3 + 在玻璃中的吸收光谱和 970nmLD激发下的荧光光谱和荧光寿命 ,计算了Er3 + 离子 1 5 μm波段的吸收和发射截面 ,研究了其荧光强度和发射带宽与掺Yb3 + 浓度间的关系。结果表明 ,共掺Yb3 + 可明显提高Er3 + 离子 1 5 μm荧光发射强度 ,并有利于提高其发射带宽。实验所得最佳掺Yb3 + 离子浓度为 3 6 6× 10 2 0 ions/cm3 ,Er3 + 离子 1 5 μm发射最大FWHM值为 81nm。     

Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维的制备与表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维,将其进行热处理,得到Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.采用XRD、SEM、TG-DTA、FTIR和荧光光谱对样品进行了表征.结果表明:复合纳米纤维为无定型,Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维属于体心立方晶系,空间群为Ia3.复合纳米纤维的平均直径约为140nm,经过600℃焙烧后,获得了直径约60nm的Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.当焙烧温度高于600℃时,复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为81%.复合纳米纤维的红外光谱与纯PVA的红外光谱一致,600℃以上时,生成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.该纤维在980nm激光激发下发射出中心波长为522nm、560nm的绿色和659nm的红色上转换荧光,对应于Er3+离子的2H11/2/4S3/2→4Il5/2跃迁和4F9/2→4Il5/2跃迁.在Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维形成过程中,PVA分子起到了导向模板作用.PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维在热处理过程中,PVA分解挥发,稀土硝酸盐分解并氧化生成Gd2O3:Yb3+,Er3+纳米颗粒,这些纳米颗粒相互联结起来形成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.     

Mn^2＋掺杂NaFY4：Yb，Er晶体的形貌及发光性能研究

通过乙醇和油酸作为混合溶剂的溶剂热法合成了NaYF4：Yb,Er晶体。采用x射线衍射仪（XRD）,场发射扫描电镜（FESEM）以及光致发光检测（980nm激光源）和荧光光谱测试（Hitachi F-4500）,表征了Mn2＋离子掺杂量对NaYF4：Yb,Er晶体的显微结构、形貌和发光性能的影响。结果表明：少量5mol％Mn^2＋离子的掺入不会改变NaYF4：Yb,Er晶体的物相,当Mn2＋离子的掺杂量增大到10mol％～30mol％,样品出现NaMn3F10相,形貌也发生转变,从纳米棒变为纳米片。Mn^2＋离子的掺入,使得NaYF4：Yb,Er晶体的上转换荧光峰从在510nm～539nm和539nm～570nm这两个区间转换为635nm～690nm区间内,当掺杂浓度达到30 mol％时,上转换荧光峰全部转变为635nm～690nm区间内。     

Numerical analysis of optical amplification in Er/sup 3+/-Yb/sup 3+/ codoped Ti:LiNbO/sub 3/ strip waveguides

Optical amplification at 1530 nm in 980-nm pumped Er/sup 3+/-Yb/sup 3+/-diffused Ti:LiNbO/sub 3/ strip waveguides was numerically analyzed on the basis of rate equation model of Er/sup 3+/-Yb/sup 3+/ system and pump/signal power propagation equations. The model includes total eight energy levels of the Er/sup 3+/-Yb/sup 3+/ system and simultaneously takes into account the excited state absorption (ESA) and upconversion processes within the Er/sup 3+/ ions as well as possible energy transfer processes between Yb/sup 3+/ and Er/sup 3+/ ions. A comparison of numerical results from the eight-level model and highly simplified five-level model has indicated that the /sup 4/S/sub 3/2/ manifold of Er /sup 3+/ ion must be included in the rate equation model. Dependences of threshold pump power and amplification gain on pump power (for gain only), Yb/sup 3+/ surface concentration and waveguide length were calculated and discussed. The characteristics of pump power evolution along the waveguide axis and population density distribution, as well as the influences of energy transfer coefficient from Yb/sup 3+/ to Er/sup 3+/, 550-nm (Er/sup 3+/), and 1060-nm (Yb/sup 3+/) fluorescence lifetime and above-mentioned detrimental processes including ESA, upconversion, and cross-relaxation processes on numerical result were studied. The role of Yb/sup 3+/ is demonstrated. A novel design idea that Yb/sup 3+/ is only incorporated at the end of the waveguide is proposed.     

Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的上转换低温特性研究

研究了低温下Er3+/Vb3+共掺碲酸盐玻璃在975 nm激光激发下的上转换光谱与温度的关系.通过上转换光谱测量观察到3处上转换荧光,它们依次为529 nm(2H11/2→4I15/2),546 nm(4S3/2→4I15/2)和669 nm(4F9/2→4I15/2),上转换绿光(546 nm)和红光(669 nm)荧光强度在80 K左右达到了最大值,与300 K温度下相比分别提高了2.198和1.556倍.而529 nm上转换绿光强度随着温度的降低逐渐减弱,直至消失.研究了4S3/2能级和2H11/2能级之间的粒子数分布与温度的关系,并通过理论模型拟合了实验测量的4S3/2能级和2H11/2能级之间的粒子数分布,测量了8～300 K温度范围下,4Sa/2能级和4F9/2的寿命和温度的变化关系以及通过高斯拟合研究了4S3/2能级和2H11/2能级Stark分裂与温度的关系.     

Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的光谱性质和上转换机理

研究了Er^3 掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱和上转换光谱性质，分析了玻璃中Er^3 的上转换发光机理，应用Judd—Ofelt理论计算了Er^3 在玻璃中的强度参数Ωt(t=2，4，6)，自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。结果表明，在975nm抽运光激发下，观察到强烈的绿光和微弱的红光；绿光和红光发射是由于双光子吸收过程，其上转换机理是能量转换(ET)和激发态吸收(ESA)。拉曼光谱分析表明，对于上转换发光，玻璃结构中的F^-离子起到重要作用。     

Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析

制备了新的Er3+/Yb3+共掺氟氧硅酸盐微晶玻璃,测试了荧光光谱、吸收光谱。研究了氟氧化物微晶玻璃中Er3+离子的上转换发光特性,采用Judd-Ofelt理论对样品光谱进行了分析,拟合得到了强度参数,Ω2=4.4756,Ω4=1.0059,Ω6=1.2098。计算了样品的辐射寿命、跃迁几率、荧光分支比等光谱参数。结果表明,样品通过热处理形成了氟化物微晶,降低了声子能量,提高了上转换效率。绿光、红光上转换荧光强度比玻璃样品增强约2到3倍。Judd-Ofelt理论分析表明Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃具有较高的上转换效率,是制作微型激光器和三维立体显示的优良材料之一。     

掺Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤中频率上转换的实验研究

首次报道了实验研究连续1064nm Nd:YAG激光器泵浦的掺稀土离子Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤中频率上转换过程。测量了掺Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤产生的频率上转换可见荧光谱,并用能量转移、受激态吸收和双光子吸收过程解释了467,546和667nm三条频率上转换荧光谱线的产生机理。     

Tm3+/Yb3+共掺杂铋锗铅玻璃的上转换发光研究

设计并制备了一种组分为45Bi2O3-35GeO2-20PbO-0.02Tm2O3-xYb2O3(x=1.0,1.2,1.4,1.6和2.0 mol%)新型Tm3 /Yb3 共掺的铋锗铅玻璃材料,测量了玻璃的吸收光谱和上转换光谱,分析了玻璃中Tm3 的上转换发光机理.应用Judd-Ofelt理论计算了铋锗铅玻璃BGP1.0中Tm3 离子的三个强度参量Ωt(t=2,4,6)、振子强度、自发跃迁辐射几率和荧光分支比等光谱参数.通过975 nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的上转换蓝光(476 nm)和微弱的红光(653 nm),分别是由于Tm3 离子1G4→3H6和1G4 →3F4跃迁.同时研究了蓝光和红光上转换发光强度随泵浦激发功率的变化,其曲线斜率分别为2.87和2.41,表明蓝光和红光都是三光子吸收过程.研究结果显示,Tm3 /Yb3 共掺铋锗铅玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料.     

Ho3+/Yb3+/Ce3+三掺钽酸锂上转换绿光的研究

在三掺Ce3+的Ho3+/Yb3+/LiTaO3多晶粉中,发现增强上转换绿光并同时抑制上转换红光的新途径,能有效提高上转换发光的单色性.XRD衍射谱结果表明制备粉体仍为三方晶系.980 nm LD激发下,上转换绿光发光强度随Ce3+掺杂浓度增加而增强,并在Ce3+掺杂摩尔分数达15％时,上转换绿光发光效率达到最大,并同时抑制了上转换红光.Ce3+将2F7/2能级上的能量传递给H03+的516能级来增加上转换绿光.并在高掺Ce3+时,新的交叉弛豫过程使Ce3将2 F7/2能级上的能量传递给H03+的5F4/5S2能级,增强了上转换绿光并同时抑制了上转换红光.     

Yb~(3 )-Ho~(3 )双掺杂ZBLAN玻璃中Ho~(3 )的上转换发光

室温下用ＬＤ（０．９７μｍ）作为激发源，测出不同双掺浓度（Ｙｂ３＋－Ｈｏ３＋）玻璃Ｙｂ３＋敏化Ｈｏ３＋离子的可见上转换发光光谱，给出了单掺和双掺玻璃中的Ｙｂ３＋荧光寿命。双掺玻璃中Ｙｂ３＋荧光寿命明显降低，Ｙｂ３＋对Ｈｏ３＋离子的敏化上转换发光是非常有效的，并讨论了敏化机理。     

Ce3+离子对掺Er3+碲酸盐玻璃光谱性质的影响

研究了Ce3 + 对掺Er碲酸盐玻璃荧光光谱性质的影响 ,比较了不同的Ce3 + 掺杂浓度下Er3 + 离子荧光发光强度的变化 ,分析了Ce3 + 离子对Er3 + 离子作用的原理 ,应用经典方程计算了Er3 + 离子 4I1 1 / 2 能级的荧光寿命及其变化     

Er3+/Yb3+共掺双包层光纤与掺Yb3+光纤中上转换效应实验研究

报道了Er3+/Yb3+共掺双包层光纤中由于上转换效应产生的荧光现象,并将此荧光与掺Yb3+光纤中产生的绿色荧光进行了详细测量和对比分析,结果表明,Er3+/Yb3+共掺双包层光纤中的绿色荧光仍然是Er3+离子激发态吸收所产生,而Yb3+只起到能量搬运的作用,两种光纤受激产生的荧光光谱、功率,及其随泵浦功率的变化关系,都遵循不同规律。     

Polarization-dependent enhancement of population inversion and of green upconversion in Er:LiNbO/sub 3/ by Yb codoping

We have investigated the polarization dependence of both the population inversion of the /sup 4/I/sub 13/2/ state and the green upconversion to the /sup 4/S/sub 3/2/ state in Er:LiNbO/sub 3/ optical fiber amplifier when codoped with Yb and pumped around 980 nm. The presence of Yb/sup 3+/ enhances the population of the /sup 4/I/sub 13/2/ state of the Er/sup 3+/ ions when pumped at /spl sigma/-polarization (>2.5 times) and at /spl pi/-polarization (>5.5 times), and introduces a broad useful pump band around 940-960 nm at /spl sigma/-polarization, relaxing fabrication tolerances on semiconductor pump sources. An enhancement of green upconversion is also observed by the Yb codoping. Lifetime measurements indicate that, as in glass substrates, nonradiative energy transfer is responsible for these enhancements.     

Er^3＋／Ce^3＋共掺碲铌酸盐玻璃的制备及光学特性研究

采用高温熔融退火法制备了系列75TeO2—10Nb2O5-10ZnO-5Na2O-0．5Er2O3-xCe2O3=（x=0．00,0．25,0．50,0．75,1．00mol％）和（75-y）TeO2-10Nb2O5-10ZnO～5Na2O～yB2O3—0．5Er2O3-0．75Ce2O3（y=2,5,10,15mol...