稀土摻雜Bi-,2-O-,3-玻璃及SrF-,2-體系中上轉(zhuǎn)換熒光特性的研究.pdf

1、隨著高新技術(shù)的發(fā)展和興起，稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在顯示技術(shù)、光儲(chǔ)存、光學(xué)信息、防偽產(chǎn)業(yè)以及全固態(tài)緊湊激光器等方面有著日益重要的應(yīng)用價(jià)值。如何提高上轉(zhuǎn)換效率是上轉(zhuǎn)換研究的重中之重。在本文中，我們以上轉(zhuǎn)換發(fā)光的相關(guān)理論為依據(jù)，采用單摻雜和雙摻雜的方法制備了一系列上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，研究了組織結(jié)構(gòu)、基質(zhì)組分和摻雜稀土離子濃度對(duì)其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的影響，具體內(nèi)容如下：
　　 1．采用高溫固相法制備了Er 3+單摻雜的Bi2O3 玻璃。在980

2、nm 激光器激發(fā)下Bi2O3 玻璃的紅光(4 F9/2 →4 I15/2),綠光(2 H11/2 →4 I15/2、4 S3/2 →4 I15/2)發(fā)光較強(qiáng)，而在808nm 激光器激發(fā)下，紅光光強(qiáng)變得非常弱，以至于儀器無法測(cè)量出657nm的紅光發(fā)射峰，這表明能級(jí)4 F9/2 上的粒子數(shù)布居主要來自于能量傳遞過程。
　　 2．通過吸收光譜的測(cè)試，應(yīng)用Judd-Ofelt 理論計(jì)算了Bi2O3 玻璃的J-O參數(shù)，分別為Ω2=3.35

3、×10-20 cm2，Ω4=1.34×10-20 cm2，Ω6=0.67×10-20 cm2。根據(jù)McCumber理論，計(jì)算了能級(jí)4 I13/2 →4 I15/2 躍遷的受激發(fā)射截面(FWHM×σ e peak),其值為6.0×10-21 cm2，這表明鉍酸鹽玻璃的帶寬特性優(yōu)于硅酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽等玻璃。
　　 3．通過高溫固相法制備了Yb 3+/Er 3+共摻雜的SrF2 體系上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，在980nm 激光器激發(fā)下，逐漸

4、增大Yb 3+/Er 3+摻雜離子的濃度比，其藍(lán)光Ⅰ(480nm)與藍(lán)光Ⅱ(449nm)的比值以及紅綠比單調(diào)減小，這是因?yàn)樗{(lán)光Ⅰ主要是由兩個(gè)Yb 3+離子合作上轉(zhuǎn)換能量傳遞過程產(chǎn)生，而藍(lán)光Ⅱ是由Er 3+/Yb 3+合作上轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的。
　　 Er 3+濃度逐漸減少時(shí)，藍(lán)光Ⅰ與藍(lán)光Ⅱ的比值則相應(yīng)遞減。紅綠熒光比減少是由于Yb 3+的摩爾濃度很高，4 F7/2(Er 3+)能級(jí)的粒子數(shù)增多，4 S3/2/2 H11/2(Er 3+)