銩、鉺、鐿摻雜鎢酸釔鈉晶體的能量傳遞機(jī)制和上轉(zhuǎn)換發(fā)光的研究.pdf

1、南開大學(xué)博士學(xué)位論文銩、鉺、鐿摻雜鎢酸釔鈉晶體的能量傳遞機(jī)制和上轉(zhuǎn)換發(fā)光的研究姓名：蘇靜申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：宋峰20070501摘要上轉(zhuǎn)換發(fā)光中存在的能量傳遞過(guò)程進(jìn)行了分析和研究。證明了在801rimLD泵浦下Er／Tm：NYW晶體的上轉(zhuǎn)換發(fā)光中Tm3對(duì)E，的綠色上轉(zhuǎn)換發(fā)光起到了敏化作用。而在975nmLD泵浦下Er／Tm：NYW晶體的上轉(zhuǎn)換發(fā)光中E，作為敏化離子對(duì)Tm”的紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)光起到了敏化作用。其次我們測(cè)

2、量了四種不同摻雜濃度的銩鐿共摻鎢酸釔鈉晶體(Tm／Yb：NYW)的吸收光譜，通過(guò)比較它們的強(qiáng)度參數(shù)發(fā)現(xiàn)隨著Tm”的摻雜濃度增大，晶體中晶場(chǎng)的共價(jià)性也隨之增強(qiáng)。通過(guò)分析Tm／Yb：NYW晶體發(fā)射光譜和激發(fā)光譜中的能量傳遞過(guò)程證明了Tm3與Yb3十之間的反向能量傳遞不易發(fā)生。這一結(jié)論告訴我們以975nmLD泵浦Tm／Yb：NYW晶體實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換藍(lán)光輸出的時(shí)候不會(huì)因?yàn)門m”的反向能量傳遞作用影響yb3對(duì)Tm3十的敏化效率，從而更有利于上轉(zhuǎn)換發(fā)光

3、效率的提高。詳細(xì)分析了Tm／Yb：NYW晶體中明亮地藍(lán)色上轉(zhuǎn)換發(fā)光的形成機(jī)制以及其中存在的能量傳遞過(guò)程，并討論了聲子能量的大小對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響。通過(guò)對(duì)比不同摻雜濃度下的Tm／Yb：NYW晶體藍(lán)色上轉(zhuǎn)換發(fā)光的強(qiáng)度，得出了當(dāng)Tm／YbNYW晶體中Tm“的摻雜濃度為1wt％時(shí)最有利于形成藍(lán)色上轉(zhuǎn)換發(fā)光的結(jié)論。分別利用McCumber理論和FL方法計(jì)算出了Er：NYW晶體中E，的受激發(fā)射截面867x10圳cm2和92210圳cm2，并且分析了

4、由這兩種理論得到的受激發(fā)射截面譜線的異同。在利用McCumber方法計(jì)算受激發(fā)射截面時(shí)，從玻爾茲曼分布定律出發(fā)推導(dǎo)了EzL的計(jì)算公式，提高了對(duì)受激發(fā)射截面的計(jì)算精度。利用JO理論對(duì)E，主要能級(jí)的積分激發(fā)態(tài)吸收截面進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)合透過(guò)率隨泵浦光強(qiáng)變化的曲線與速率方程理論提出了新的計(jì)算激發(fā)態(tài)吸收截面的方法，通過(guò)編程擬合出了4Im能級(jí)的激發(fā)態(tài)吸收截面：O44x10“cm2；4111，2能級(jí)的激發(fā)態(tài)吸收截面：69x10。21cm2；4113，2