掺Eu3+聚合物光纤的团簇现象

用热聚合法制备了掺Eu(DBM)3Phen螯合物的聚合物光纤,建立了团簇化铕离子相互作用模型,以此为基础研究该掺杂聚合物光纤的团簇现象。利用速率方程理论,结合光纤的抽运光透射率实验,得到所研究光纤中团簇化铕离子浓度。掺铕质量分数为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,1%的聚合物光纤中团簇化铕离子的浓度分别为0.045,0.07,0.07,0.07,0.07,0.08。因此,该掺杂聚合物光纤的团簇化铕离子浓度较低且基本不随掺杂浓度的增加而增加,铕离子之间的团簇化现象不明显。     

Mg0.15Zn0.85O:Tb合金薄膜的阴极射线发光性质研究

采用溶胶凝胶方法成功地制备了掺杂烯土铽离子的ZnO和Mg0.15Zn0.85薄膜。通过对X射线衍射结果的分析表明，稀土离子替代了Zn^2 的格位，进入了半导体基质的晶格中。从阴极射线发光结果可以发现，在Mg0.15Zn0.85O基质中，可以观察到来源于稀土铽离子各能级的发射，而ZnO:Tb的薄膜只能观察到较强的铽离子^5D4-^7F5能级的跃廷。这可能是由于Mg0.15Zn0.85O基质的能隙（3.65eV)比ZnO更宽（3.3eV），其对铽离子的能量传递更有效的缘故。     

(Ce，Yb）共掺杂氧化硅薄膜的发光特性及结构

采用磁控溅射技术在单晶硅衬底上制备了稀土（Ce,Yb）共掺杂氧化硅薄膜,研究了薄膜样品的结构和下转换发光性质。样品的发光光谱显示,在He-Cd激光器325 nm线的激发下,Ce3+离子的发光强度较弱而Yb3+离子的发光较强;Yb3+的发光随着退火温度的升高逐渐增强;这些结果加上样品的激发光谱和衰变光谱,都显示样品中发生了Ce3+ 到Yb3+的能量传递过程。X射线衍射结果表明,样品在高温退火时（大于1 000 ℃）出现晶化,形成了Ce和Yb的硅酸盐结构。笔者认为利用高温退火形成Ce的硅酸盐结构可以明显增强Yb3+的发光,从而提高薄膜的下转换发光效率。     

Mg_(0.15)Zn_(0.85)O:Tb合金薄膜的阴极射线发光性质研究

采用溶胶凝胶方法成功地制备了掺杂稀土铽离子的 Zn O和 Mg0 .1 5Zn0 .85薄膜。通过对 X射线衍射结果的分析表明 ,稀土离子替代了 Zn2 +的格位 ,进入了半导体基质的晶格中。从阴极射线发光结果可以发现 ,在Mg0 .1 5Zn0 .85O基质中 ,可以观察到来源于稀土铽离子各能级的发射 ,而 Zn O:Tb的薄膜只能观察到较强的铽离子 5D4 — 7F5能级的跃迁。这可能是由于 Mg0 .1 5Zn0 .85O基质的能隙 (3 .65 e V)比 Zn O更宽 (3 .3 e V) ,其对铽离子的能量传递更有效的缘故。     

Yb3+/Er3+共掺ZnF2粉末上转换发光特性研究

为了研究ZnF₂作为基质材料、稀土离子Yb3+和Er3+共掺摩尔分数不同时的发光性能,采用高温固相法,在820℃时制备稀土掺杂ZnF₂样品,并对各个样品进行上转换发射光谱测试。将激发功率与上转换发射功率进行曲线拟合,确定Yb3+和Er3+光子吸收过程。结果表明,在980nm半导体激光器激发下,样品在可见光区域内存在533nm,555nm和655nm 3个上转换发射峰,发射的红光强度大于绿光强度,吸收光子数目依次为1.73,1.75,1.88,确定3个发射峰均对应于双光子吸收。此研究说明稀土离子掺杂ZnF₂材料将在上转换红色荧光粉领域有重要的应用前景。     

上转换发光的有效增强机制--上转换敏化方法

频率上转换研究发现于四五十年代,在近十年稀土离子的频率上转换有了突飞猛进的发展,由其发展出来的应用技术也很有价值,但仍然面临着进一步提高上转换效率的任务,这也是上转换研究的核心问题．由于Ｙｂ３＋离子能级结构的特殊性,它的引入既可以通过能量传递导致共掺稀土离子上转换发光的较大增强,又可能不引 起较明显的荧光淬灭．因而研究Ｙｂ作为敏化中心的上转换敏化研究是有重要意义的,而把提高上转换效率与提高材料的物化性能结合起来更是上转换研究和应用的当务之急． 对于稀土激活中心（如 Ｅｒ３＋、 Ｔｍ３＋　、 Ｈｏ３＋…     

稀土掺杂Y2O3纳米晶发光材料的研究进展

总结了近几年稀土掺杂Y2O3纳米晶发光材料的研究工作。回顾了Y2O3:Eu3+纳米晶的制备方法及发光性质,特别是采用溶胶–凝胶热解过程,在激发光谱中观察到同基质晶格和粒径相关的蓝色位移(≈600cm–1)。详细介绍了Er3+和Ho3+掺杂的Y2O3纳米晶的上转换机理,由于纳米晶表面容易吸附空气中的CO2和H2O,使得上转换性能明显低于体材料。通过对其进行表面改性处理,可以大大提高发光效率。并探讨了其发展前景。     

激光介质掺杂浓度浅议

针对某些文献中激光介质掺杂浓度单位不甚明确的问题,作者以若干具有代表性的激光介质(掺过渡金属离子、稀土离子的激光晶体和掺稀土离子的玻璃、光纤)为例,澄清了概念上的一些误解,并对掺杂浓度不同单位之间的转换提出了普适公式。     

梯度掺稀土光纤的制备工艺研究

为了提高掺稀土光纤的纵向温度分布均匀性和受激布里渊散射效应的阈值功率,研究了光纤纵向距离上稀土离子掺杂浓度呈梯度分布的掺稀土光纤的制备方法。分析了制备梯度掺稀土光纤预制棒的工艺要求与光纤几何尺寸的关系。基于离子液相掺杂方法,采用疏松层分区多次浸泡技术,在光纤预制棒中仅为28.0 mm的长度区间内,镱离子实现了含四个“台阶”的梯度掺杂。将梯度掺杂预制棒拉制成掺稀土光纤后,对长度为11.2 m的梯度掺杂段光纤的976 nm波长处包层吸收系数进行了测试,高掺杂浓度区的吸收系数达到了低掺杂浓度区的2.57倍。     

Si_xN~±_y团簇离子的形成和稳定性研究

结合ＤＶ－Ｘα方法的理论计算结果，对激光蒸发方法产生的ＳｉｘＮ团簇离子的形成和稳定性进行了细致的研究。发现上述四簇离子可能以ＳｉＮ３或ＳｉＮ４作为初始单元，较大的团簇离子可由某种单元与另一质谱上较稳定的复合分子组成。质谱强度变化的规律表明：若团簇离子质量是Ｓｉ原子量的倍数时，呈现极大值，此时，团簇离子包含偶数个Ｎ原子。其奇偶性是由初始单元强度差异引起的。     

稀土掺杂光功能玻璃及器件应用（特邀）

稀土的发光和激光性能都是由其4f电子在不同能级之间的跃迁产生的。由于稀土离子的独特性能,使得稀土掺杂光功能玻璃无论作为主动还是被动元器件,均在高功率激光系统发挥着重要作用。掺钕磷酸盐激光玻璃和掺铒磷酸盐激光玻璃,具有高稀土离子掺杂浓度、大尺寸和高均匀制备特性,分别是1 um和1.5 um人眼安全波段重频-大能量激光器的重要增益介质材料;光致热折变玻璃及体光栅器件,可实现波长选择和模式选择功能,具有衍射效率高、热稳定性好和抗损伤阈值高等特点,是高功率激光系统中重要的、多功能元器件。文中主要介绍了上海光机所最近几年在掺钕磷酸盐激光玻璃,掺铒磷酸盐激光玻璃以及掺铈的光致热折变玻璃及体光栅器件的研究进展。     

掺Eu3+, Sm3+, Tb3+的TTFA配合物敏化发光效应的实验研究

为了研究稀土离子的α-噻吩甲酰三氟丙酮(α-thienyltrifluoroacetone,TTFA)配合物中敏化发光效应,对自行制备出的稀土离子Eu3+,Sm3+和Tb3+单掺TTFA配合物Eu(TTFA)3,Tb(TTFA)3,Sm(TTFA)3及3种稀土离子两两共掺的配合物的荧光光谱进行了分析,得出了稀土离子Eu3+,Sm3+,Tb3+与配体TTFA的敏化特性以及稀土离子Eu3+,Sm3+和Tb3+之间的敏化特性。Eu(TTFA)3,Tb(TTFA)3,Sm(TTFA)3及3种稀土离子共掺的配合物中,稀土离子Eu3+,Sm3+,Tb3+与配体TTFA及Eu3+,Sm3+,Tb3+之间有明显的敏化效应。结果表明,将其用于聚合物光纤放大器具有良好的发展前景。     

二极管泵浦准三能级固体激光器的新进展

对比了掺Nd3 、Yb3 、Ho3 、Tm3 等稀土离子的准三能级固体激光的特性,分析了它们在圆棒、板条、薄片、光纤等构型的固体激光器中的工作性能.着重总结了高平均功率掺Yb3 固体激光器的最新进展,最后简要介绍了本研究小组在高功率Yb:YAG/YAG复合板条激光器和光纤激光器两方面的最新研究结果.     

稀土离子配合物敏化发光效应的实验研究

文章通过对自行制备出的稀土离子Eu3+ Sm3+和Tb3+的α-噻吩甲酰三氟丙酮(TTFA)配合物Eu(TTFA)3 Tb(TTFA)3 Sm(TTFA)3 等及稀土离子Eu3+ Sm3+和Tb3+共掺配合物进行了荧光光谱的分析.得出稀土离子Eu3+ Sm3+　Tb3+ 与配体TTFA以及稀土离子Eu3+ Sm3+　Tb3+之间的敏化特性。     

共掺Ce对Nd,Eu:ZnWO4激光晶体的敏化作用

为了研究共掺Ce对Nd,Eu∶ZnWO4激光晶体的敏化作用,采用提拉法生长了无宏观缺陷的一系列Nd∶ZnWO4,Ce∶ZnWO4,Eu∶ZnWO4,Ce∶Nd∶ZnWO4和Ce∶Eu∶ZnWO4晶体,并进行了X射线衍射(XRD)、吸收光谱和荧光光谱的测试.测试结果表明,在ZnWO4晶体中Ce3 离子在324 nm附近有很强的吸收,可以有效地吸收抽运能量;Ce3 离子与Nd3 离子和Eu3 离子间存在明显的能量转移,使Nd3 离子在474 nm,572 nm的上转换荧光以及Eu3 离子在613 nm处的荧光强度明显增强,并提出了敏化机制和能量转移过程.结果说明,共掺Ce对Nd,Eu∶ZnWO4激光晶体有较好的敏化作用,有助于提高激光晶体的发光强度.     

Combined Optical and MR Bioimaging Using Rare Earth Ion Doped NaYF4 Nanocrystals

Here, novel nanoprobes for combined optical and magnetic resonance (MR) bioimaging are reported. Fluoride (NaYF₄) nanocrystals (20–30 nm size) co‐doped with the rare earth ions Gd³⁺ and Er³⁺/Yb³⁺/Eu³⁺ are synthesized and dispersed in water. An efficient up‐ and downconverted photoluminescence from the rare‐earth ions (Er³⁺ and Yb³⁺ or Eu³⁺) doped into fluoride nanomatrix allows optical imaging modality for the nanoprobes. Upconversion nanophosphors (UCNPs) show nearly quadratic dependence of the photoluminescence intensity on the excitation light power, confirming a two‐photon induced process and allowing two‐photon imaging with UCNPs with low power continuous wave laser diodes due to the sequential nature of the two‐photon process. Furthermore, both UCNPs and downconversion nanophosphors (DCNPs) are modified with biorecognition biomolecules such as anti‐claudin‐4 and anti‐mesothelin, and show in vitro targeted delivery to cancer cells using confocal microscopy. The possibility of using nanoprobes for optical imaging in vivo is also demonstrated. It is also shown that Gd³⁺ co‐doped within the nanophosphors imparts strong T1 (Spin‐lattice relaxation time) and T2 (spin‐spin relaxation time) for high contrast MR imaging. Thus, nanoprobes based on fluoride nanophosphors doped with rare earth ions are shown to provide the dual modality of optical and magnetic resonance imaging.     

稀土铕、钕、镧配合物的激光激发荧光特性

对三种稀土离子（Eu^3 ,Nd^3 ,La^3 )的配合物,以可见激光作为激发光进行了荧光光谱测量,比较了它们的荧光光谱特性,讨论了Eu^3 配合物的荧光光谱所提供的丰富的光谱信息。     

Tb3+-Yb3+离子对的近红外量子剪裁进展研究

近红外量子剪裁能够有效地提高硅太阳能电池的效率。稀土元素种类繁多,能级丰富,常被用于制作近红外量子剪裁发光材料。研究者们用适当的方法制成发光材料之后,测量材料的吸收光谱,激发光谱和发射光谱。根据这些数据计算得到材料的量子效率。其中Tb3+-Yb3+离子对备受关注。Tb3+吸收紫外-可见光,通过协同能量传递把能量传递给Yb3+离子。Yb3+离子跃迁辐射出1000nm左右的近红外光。该波段的光子能够被硅太阳能电池吸收利用。Tb3+-Yb3+离子对在不同掺杂浓度,不同基质中得到的量子效率不同。