R3+-CaF2(R=Yb,Er,Tm,Ce)粉末發(fā)光特性及溫度和激光退火對(duì)Tb3+-CaSrSiO4發(fā)光的影響.pdf

1、稀土摻雜材料在許多領(lǐng)域，如能源、環(huán)保和軍事等領(lǐng)域，都有著廣泛的應(yīng)用，在光學(xué)理論和應(yīng)用研究中也發(fā)揮了重要作用，包括白光LED、激光器、光放大器和光學(xué)溫度傳感器等方面的研究和應(yīng)用。本文工作包括以下幾個(gè)方面:
　　首先，采用高溫固相燒結(jié)方法制備了Yb3+，Er3+和Tm3+單摻和共摻系列，以及Yb3+，Er3+和Ce3+單摻和共摻系列的CaF2基粉末樣品。采用X-射線衍射儀和掃描電子顯微鏡等儀器，分析了稀土摻雜氟化鈣粉末的晶體結(jié)構(gòu)和顆粒

2、形貌、尺寸。在980 nm半導(dǎo)體激光器的泵浦下，系統(tǒng)研究了Yb3+，Er3+，Tm3+和Ce3+單摻和共摻CaF2粉末的光致發(fā)光特性，討論了光致發(fā)光強(qiáng)度與稀土摻雜濃度之間的關(guān)系，以及分析了不同稀土離子之間的能量傳遞、上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換光致發(fā)光特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，粉末主要為球狀顆粒，但稀土離子的摻入對(duì)粉末的晶向有一定的影響。Tm3+單摻粉末的467 nm光譜較強(qiáng)，838nm次之，511和643 nm光譜相對(duì)較弱;Yb3+∶Tm3+共摻系列的藍(lán)

3、綠波段光譜與Tm3+單摻相似;Yb3+∶Er3+∶Tm3+系列樣品存在著強(qiáng)的紅外光(781 nm)，而藍(lán)光(470 nm)、綠光(513 nm)和紅光(645 nm)的光致發(fā)光強(qiáng)度基本相同。CIE坐標(biāo)為(0.323，0.344)，屬于白光區(qū)域。鐿鉺銩三種稀土離子摻雜的優(yōu)化濃度為10Yb3+∶1.5Er3+∶1.5Tm3+。Yb3+，Er3+和Ce3+單摻和共摻系列的氟化鈣粉末，也主要由球狀顆粒組成。其中，Ce3+單摻粉末的534nm光譜

4、較強(qiáng)，514，541，644和662 nm的光譜相對(duì)較弱。Er3+∶Ce3+和yb3+∶Er3+∶Ce3+系列與單摻鈰氟化鈣粉末相似，但644和662 nm的紅光發(fā)射峰增強(qiáng)，514和532 nm綠光發(fā)射減弱。鐿鉺鈰三種稀土離子摻雜氟化鈣粉末的優(yōu)化濃度為10Yb3+∶1.5Er3+∶5Ce3+。
　　其次，采用高溫固相反應(yīng)法制備濃度為0.3和0.7 mol％的摻Tb3+離子硅酸鍶鈣納米粉末，研究了樣品的光致發(fā)光特性、激光退火對(duì)發(fā)光強(qiáng)

5、度的影響，以及不同溫度下的發(fā)光強(qiáng)度變化。結(jié)果表明，在285 nm紫外激發(fā)下，可見(jiàn)光區(qū)域可以觀測(cè)到4個(gè)強(qiáng)的發(fā)射峰，分別位于488，544，552，585和625 nm處。采用激光退火工藝對(duì)納米粉末進(jìn)一步處理后，發(fā)現(xiàn)光致發(fā)光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，優(yōu)化了退火的工藝參數(shù)。在325 nm的He-Cd激光器泵浦下，研究了Tb3+∶ CaSrSiO4樣品光致發(fā)光強(qiáng)度隨溫度變化的特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低溫環(huán)境下，Tb3+離子在488，552和585 nm處的光致發(fā)光強(qiáng)