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.     

Yb3+掺杂的锗硅酸盐玻璃的物理和光谱性质

选取摩尔组分为xGeO2-(60-x)SiO2-19CaO-15K2O-5Na2O-Yb2O3(x=0,5,15,20,30,35,45,60)的玻璃为研究对象。通过测试样品的物理和光谱性质,应用倒易法计算Yb^3 离子的受激发射截面σemi。讨论了玻璃中GeO2和SiO2的组成变化对玻璃物理性质、Yb^3 离子的吸收特性、发光特性以及OH^-离子对Yb^3 荧光寿命的影响。结果表明：Yb^3 掺杂锗硅酸盐玻璃具有较长的荧光寿命和较大的受激发射截面,是一种新型的Yb^3 掺杂双包层光纤激光器候选基质材料。     

Yb3+/Er3+共掺碲钨酸盐玻璃的能量传递与频率上转换发光

在970nm LD激发和Er^3 离子浓度几乎不变情况下，研究了Yb^3 ／Er^3 共掺碲钨酸盐玻璃中的能量传递和其上转换发光特性。结果表明：随掺Yb^3 浓度的增加，Yb^3 ／Er^3 间能量传递效率也增加，其值在0．52到0．60之间。在Yb^3 ／Er^3 共掺碲钨酸盐玻璃中观察到峰值分别位于533，547nm和668nm的上转换绿光和红光，它们分别来源于Er^3 离子^2H11/2→^4I15／2(533nm)，^4S3／2→^4I15／2(547nm)和^4F9/2→^4I15／2(668nm)辐射跃迁。上转换红光和绿光均为双光子过程，且随Yb^3 离子掺杂浓度的增加，上转换红绿光强度和其强度比值Ic／Ig也增加，这被认为是与激发态Er^3 与激发态Yb^3 之间的能量传递过程有关。     

铒掺杂锗酸盐玻璃的颜色可调上转换发光性质研究

研究了铒掺杂80GeO2-20R2O(R=Li,Na,K)玻璃在980nm激光器激发下的上转换发光性质.结果表明:玻璃发射出中心波长为525,546nm绿光和657 nm红光,分别对应Er3+的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁;红光和绿光的强度比例随着碱金属离子半径的...     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺锗酸盐氧氟微晶玻璃的白光输出

对组成为50GeO_2-20Al_2O_3-15CaF_2-15LiF稀土离子锗酸盐氧氟玻璃在550℃微晶化热处理24h,得到了透明的微晶玻璃。X射线衍射表明:玻璃中析出了CaF_2纳米晶粒,晶粒尺寸在17 nm左右。在980 nm泵浦光的激发下,Yb~(3+)/Er~(3+)双掺微晶玻璃产生了蓝绿红上转换荧光。随着玻璃中Yb~(3+)的掺杂浓度的增加蓝光和红光荧光强度增大,其中5%Yb~(3+)/1%Er~(3+)(摩尔分数,下同)的微晶玻璃样品的上转换发光已经出现白光效果。通过研究一系列高Yb~(3+)/Er~(3+)浓度比的共掺微晶玻璃样品,实现了对上转换红光绿光与蓝光的荧光强度比例的调整,当Yb~(3+)掺杂浓度为12%、Er~(3+)掺杂浓度为0.01%时,微晶玻璃的上转化发光接近白光。     

重金属氧化物对Er3+掺杂锗碲酸盐玻璃荧光性能的影响

在980nm激光二极管的抽运下,对稀土Er^3 掺杂锗碲玻璃的荧光性能进行了研究。结果表明：当Bi2O3取代PbO后,玻璃的最大吸收截面和最大发射截面保持不变,而1．53μm荧光带宽略微增大。玻璃的Raman散射光谱显示：这种玻璃的网络局域结构发生了变化。Er^3 周围局域晶体场的不均匀分布引起了荧光带宽和发射截面带宽的略微增大。     

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     

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.     

氟氧硅酸盐玻璃钐离子的光谱参数计算和荧光光谱分析

本工作针对Sm3+掺杂氟氧硅酸盐(NBZASB)玻璃进行了制备合成,对玻璃的吸收和荧光光谱展开了测试与分析.根据吸收光谱进行了光谱参数的计算,获得了氟氧硅酸盐玻璃中Sm3+离子的晶场调节参数,进而计算得到各能级光谱参数,其中钐离子4G5/2能级到6H9/2和6H7/2到两个能级跃迁的自辐射跃迁几率分别为187 s-1和107s-1,荧光分支比分别达到47％和27％.在商用365 nm和254 nm紫外光激发下Sm3+掺杂NBZASB玻璃呈现明亮的橙红色光,发射光谱表明其最强发射峰位于600 nm.激发光谱表明,氟氧硅酸盐玻璃中Sm3+离子的有效受激波长范围覆盖了从345 nm紫外光到472 nm绿色光等六个激发峰的宽光谱区域,多种商用激光器、激光二极管及发光二级管都可以有效激发Sm3+掺杂NBZASB玻璃.     

新型氧氟化物玻璃的化学稳定性

对新型含碲氧氟化物玻璃在中性、碱性、酸性条件下的化学稳定性进行了研究。实验表明：水的侵蚀使玻璃表面形成碱性沉淀物．阻碍了侵蚀反应进一步发生,使在抗水实验中,质量损失并不随碲含量的增加而增加。对碱侵蚀后的样品用盐酸漂洗的实验显示,随氧化碲含量增加,玻璃化学稳定性变差;经碱腐蚀后,玻璃表面雾化,可见透过率明显减低。碱中浸泡后未用酸漂洗的样品在3100nm附近出现明显的水吸收峰;盐酸处理后,羟基吸收峰消失,但整体的中红外透过率下降。玻璃在酸性条件下侵蚀相同时间的质量损失是碱中的7倍．但由于是均匀腐蚀,侵蚀前后玻璃的可见红外透过率不变。     

掺铒钨碲酸盐玻璃光谱性质的研究

研究了掺铒钨碲酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱。应用JuddOfelt理论计算了Er3+的光谱强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。从光谱强度参数的计算说明掺铒钨碲酸盐玻璃中Er—O键的共价性强于碲酸盐玻璃中Er—O键的共价性。玻璃的荧光半高宽为52nm,大于Er3+在磷酸盐和硅酸盐玻璃中的荧光半高宽。应用McCumber理论,计算了钨碲酸盐玻璃中Er3+离子在峰值波长1532nm的受激发射截面,为0.91×10-20cm2,大于Er3+在碲酸盐玻璃中的受激发射截面0.75×10-20cm2。由于掺铒钨碲酸盐玻璃的玻璃转变温度高、有较大的声子能量、较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面,是制作高增益的光波导放大器的理想材料。     

Dy3+掺杂Ge-Ga-Se硫系玻璃的性质

实验制备了Dy3+掺杂Ge-Ga-Se系统硫系玻璃样品,测试了玻璃的密度、显微硬度、可见-红外透射光谱、荧光光谱以及荧光寿命.根据玻璃的密度计算了玻璃的摩尔体积以及致密度.讨论了玻璃的这些性能随系统平均配位数＜r＞的变化关系.实验结果表明该系统中配位数大于2.67的玻璃在1.3 μm具有较好的发光性能,荧光寿命在440～530μs之间,当玻璃组成位于化学门槛即平均配位数为2.73时玻璃的发光强度最强.     

Deep red upconversion photoluminescence in Er3+-doped Yb3Ga5O12 nanocrystalline garnet

The nanocrystalline single-phase Er³⁺-doped Yb₃Ga₅O₁₂ garnets have been prepared by the sol-gel combustion technique with a crystallite size of ≈30 nm. The presence of Yb³⁺ in garnet hosts allows their efficient excitation at the ≈977 nm wavelength. The Er³⁺ doping of Yb₃Ga₅O₁₂ garnet host results in deep red Er³⁺: ⁴F_9/2 → ⁴I_15/2 upconversion photoluminescence (UCPL) emission. The dominance of the red UCPL emission over the green Er³⁺: ⁴F_7/2/²H_11/2/⁴S_3/2 → ⁴I_15/2 component was investigated using the measurement of the steady-state and time-dependent Er³⁺ and Yb³⁺ emission spectra in combination with the power-dependent UCPL emission intensity. The proposed upconversion mechanism is discussed in terms of the Er³⁺ → Yb³⁺ energy back transfer process as well as Yb³⁺(Er³⁺) → Er³⁺ energy transfer and Er³⁺ ↔ Er³⁺ cross-relaxation processes. The studied Er³⁺-doped Yb₃Ga₅O₁₂ garnet may be utilized as a red upconversion emitting phosphor.     

掺镨氟化镓铟玻璃的研究

合成了一族新的氟化镓铟玻璃,研究了ＩｎＦ３－ＰｂＦ２－ＺｎＦ２－ＣｄＦ２（ＢａＦ２）体系和ＧａＦ３－ＣｄＦ２－ＰｂＦ２（ＺｎＦ２）体系的玻璃形成区域．经玻璃组分试验研究得到了稳定的３０ＰｂＦ２－２０ＧａＦ３－１５ＩｎＦ３－２０ＣｄＦ２－１５ＺｎＦ２（简化为ＰＧＩＣＺ）玻璃,通过优化细调组分,可制得１４ｍｍ厚块玻璃和具有芯皮结构的光纤．红外和Ｒａｍａｎ光谱研究结果表明：ＰＧＩＣＺ玻璃具有较氟锆酸盐（简化为ＺＢＬＡＮ）玻璃更宽的红外透过范围和更低的声子能量．Ｐｒ３＋掺杂ＰＧＩＣＺ玻璃的１Ｇ４能级寿命可达２１０μｓ,其量子效率为７％,是通常ＺＢＬＡＮ玻璃的一倍,故它是最可能作为掺镨光纤放大器的实用化体系之一．