收藏本站
《北京工业大学》 2001年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

ZnWO_4:Tm~(3+)单晶生长和上转换发光研究

徐东勇  
【摘要】: 上转换发光现象的发现已经有了四十多年的历史,其间也有了一定的发展。但 由于效率低,进一步应用和发展都受到限制。随着对全固态激光器的迫切需求,特 别是作为泵浦源的大功率激光二极管的出现及迅猛发展,上转换发光材料又迎来了 新的发展机遇——激光二极管泵浦上转换激光晶体实现短波长全固态激光器是十分 有前途和吸引力的方案之一。文中介绍了上转换发光的发展历程及作为激光材料的 最新进展情况,阐述了形成上转换发光的四种机制及影响发光强度结构方面的因素。 ZnWO_4属单斜晶系,空间群P2/c,弱晶体场,钨离子为+6价,有利于提高上 转换发光强度。精心设计了温场和选择了工艺参数——轴向温度梯度△G≥30℃ /cm,转速25~40转/分钟,拉速≤4mm/小时,用Czochralski法成功地生长出了具有 不同掺杂浓度的光学质量的ZnWO_4单晶。通过埋在有高温相变的介质——氧化铝中 退火,提高了晶体在可见光波段的透过率。密度实验结果表明掺杂的Tm~(3+)离子占据 了Zn~(2+)离子的晶格位而生成了置换型固溶体。用电感耦合等离子体原子发射光谱法 测定了Tm~(3+)离子在钨酸锌中的分凝系数,约为0.27。 测量了ZnWO_4∶Tm~(3+)和ZnWO_4∶Tm~(3+),Yb~(3+)的吸收光谱。由于对称性低,Tm~(3+)离子 的~3H_4能级分裂达26.7nm,所以ZnWO_4∶Tm~(3+)和ZnWO_4∶Tm~(3+),Yb~(3+)十分适合用808nm激 光二极管激发。确定了Tm~(3+)离子和Yb~(3+)离子的能级分布,并计算了Tm~(3+)离子的吸收 截面为1.58×10~(-20)cm~2。ZnWO_4∶Tm~(3+)中,能够观测到三个上转换荧光峰,分别是对 应于~1D_2→~3H_6、~1G_4→~3H_6和~3F_3→~3H_6跃迁的404、486和695nm发光,其发光强度与 泵浦功率分别成1.2、0.8和1.2次方关系,其中以695nm的发光为最强。而在 ZnWO_4∶Tm~(3+),Yb~(3+)中,486nm发光强度增强了两个数量级以上,成为最强的发光,造 成这种现象的原因是存在Yb~(3+)离子向Tm~(3+)离子的共振能量传递,这种敏化机制属于 间接上转换敏化。双掺晶体中695、486和404nm发光与激发功率分别成1.13、1.81 和2.44次方关系。经计算Tm~(3+)离子的发射截面为3.99×10~(-17)cm~2。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O782

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 马会龙;新型激光晶体Nd:GdVO_4的研究[D];北京工业大学;2003年
2 钱艳楠;掺稀土KLa(WO_4)_2激光晶体生长与性能研究[D];长春理工大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许武,黄世华,孔祥贵,秦伟平,陈宝玖,刘俊业,李丹,吕少哲;玻璃陶瓷材料中Tm~(3+)离子红外到蓝色上转换发光[J];发光学报;1997年04期
2 侯延冰,徐征,张光寅,陈晓波;960nm激光泵浦下Er~(3+)和Yb~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃上转换发光特性[J];发光学报;1997年04期
3 臧竞存,刘燕行;上转换材料研究进展及其在激光技术中的应用[J];高技术通讯;1996年03期
4 臧竞存,刘燕行,陈晓波,郝昭,王维钦,叶建平;LD激发的ZnWO_4:Er~(3+)晶体上转换发光[J];感光科学与光化学;1998年02期
5 陈晓波,张光寅,宋增福;稀土化合物材料上转换发光与激光的研究与进展[J];光谱学与光谱分析;1995年03期
6 陈晓波,宋峰,周实武,李美仙,冯衍,张光寅,邓志威,孙寅官,马辉,孟广政,宋增福;五磷酸镧镱铒非晶在969nm激光激发下的1.54μm激光和上转换发光[J];光谱学与光谱分析;1999年04期
7 陈晓波,张光寅;非晶态HoP_5O_(14)的蓝绿波段上转换发光的分析[J];光学学报;1993年11期
8 冯衍,陈晓波,宋峰,李昆,李美仙,张光寅;798nm半导体激光激发下Yb~(3+),Tm~(3+):ZBLAN玻璃的上转换发光[J];光学学报;1999年04期
9 杜戈果,刘东峰,王贤华,陈国夫,阮灵;掺Tm~(3+)石英光纤频率上转换过程的实验研究[J];激光与红外;1999年02期
10 臧竞存,董治长,詹永玲,江少林,刘燕行;双掺Cr,Nd∶ZW晶体的光性、热学和激光性能[J];激光技术;1997年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宫晨利,周天健;用广义键合模型分析液固界面的平衡结构[J];安徽工学院学报;1995年03期
2 安志环;陈天虎;彭书传;;胭脂红阴离子插层Mg/Al-LDH晶体结构的研究[J];安徽化工;2011年01期
3 刘景顺;马凡;莫金强;;磷酸盐非线性光学晶体结构建模与光学性质研究[J];兵器材料科学与工程;2009年02期
4 王跃,李全保,韩庆林,宋炳文,介万奇,周尧和;固态再结晶法生长碲镉汞晶体的相变过程[J];半导体光电;2000年01期
5 王跃,宋炳文,刘朝旺,王静宇,杨玉林,介万奇,周尧和;MOCVD外延碲镉汞薄膜的生长工艺选择[J];半导体光电;2000年04期
6 韦新颖;祁康成;林祖伦;袁红梅;王小菊;张国宏;;ZAO基底水热法制备ZnO纳米阵列及其形貌特征[J];半导体光电;2010年04期
7 曾庆科,曾宪富;电流控制LPE生长In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-Y)[J];半导体光电;1995年02期
8 罗木昌,杨德仁,阙端麟;CZ重掺锑硅单晶的锑和氧杂质[J];半导体技术;1999年05期
9 邓树军;高宇;姜舰;戴小林;吴志强;刘冰;;热场结构对直拉硅单晶生长能耗影响分析[J];半导体技术;2010年12期
10 游仁然,胡文瑞;浮区中热和溶质的毛细对流[J];半导体学报;1992年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 臧竞存;邹玉林;刘燕行;单秉瑞;;上转换激光晶体研究进展[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
2 王玮;徐时清;鲍仁强;章珏;郑飞;赵士龙;;稀土共掺氧氯碲酸盐玻璃三基色上转换发光研究[A];中国硅酸盐学会特种玻璃分会第三届全国特种玻璃会议论文集[C];2007年
3 赵严帅;滕冰;钟德高;许辉;由飞;张世明;邵珠臣;;低浓度掺杂La~(3+)对KDP晶体生长质量的影响[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
4 韩丽辉;王少丽;臧和贵;常新安;;一种提高KDP(DKDP)晶体生长速度的装置设计[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
5 彭立明;邹启明;温宏权;毛协民;徐匡迪;;单晶连铸技术的研究现状与展望[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
6 何知宇;赵北君;朱世富;任锐;温才;叶林森;钟雨航;王立苗;杨慧光;;气相生长硒化镉单晶体的生长速度研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
7 钟德高;滕冰;王东娟;王庆国;赵严帅;;乙酸对KDP晶体结晶习性的影响[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
8 熊健;杨兵初;周聪华;左舜贵;梁丽杰;;钕掺杂对钛酸钡的光学及吸波特性影响研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
9 王世栋;褚敏雄;孙庆国;;卤水-氨法碱式氯化镁晶须的制备及影响因素的研究[A];2006年中国镁盐行业年会暨新技术、新产品、新设备推介会论文集[C];2006年
10 王智贤;赵北君;朱世富;邱春丽;李新磊;何知宇;陈宝军;;垂直布里奇曼法生长Cd_(1-x)Zn_xTe晶体的位错分布研究[A];第四届西部十二省(区)市物理学会联合学术交流会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
2 毕建聪;铟铁铜掺杂铌酸锂晶体的制备及结构与光折变性能研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
3 起华荣;A356合金熔体调控对流动性的影响机理研究[D];昆明理工大学;2009年
4 梅向阳;真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究[D];昆明理工大学;2010年
5 黄林勇;锌基氧(硫)化锌微纳米结构的合成、表征、光电性质及生长机理研究[D];山东大学;2010年
6 杜杉;Er~(3+):YAG晶体中上转换机制对激发波长敏感性的研究[D];吉林大学;2011年
7 王永珍;风窗玻璃霜雾结解过程传热及其解化特性研究[D];吉林大学;2011年
8 许俊闪;下地幔条件下Si和Mg在MgsiO_3钙钛矿单晶中扩散的实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 朱光磊;AZ91D镁合金高剪切流变成形理论与工艺研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
10 赵文东;铁基粉末触媒合成金刚石作用机理的研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵晓宏;Cr~(4+):YAG晶体的生长与缺陷分析[D];长春理工大学;2010年
2 张建交;镧、钕、铈对4004铝合金变质效果研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 李剑秋;均相沉淀法制备羟基磷灰石晶须及其台阶生长机理研究[D];武汉工程大学;2010年
4 陈晋;微波氧化焙烧高钛渣制备人造金红石新工艺的研究[D];昆明理工大学;2008年
5 黄文静;Tb~(3+)-Tm~(3+)-Yb~(3+)共掺氟氧化物微晶玻璃上转换发光性质及机理研究[D];昆明理工大学;2010年
6 孙丽达;纳米ITO粉末制备工艺技术的研究[D];昆明理工大学;2009年
7 唐昭辉;微波加热制备直接还原铁工艺的研究[D];昆明理工大学;2010年
8 张瑾;气相法制备超细锡基无铅焊料粉体的研究[D];昆明理工大学;2010年
9 杨寅;光致显色胶印防伪油墨的制备及其性能研究[D];北京印刷学院;2010年
10 吴季;掺Er~(3+),Yb~(3+)钨酸钾钇激光晶体的生长与性能研究[D];福建师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程振祥,路庆明,孔勇发,宋峰,刘雪松,杨育勇,韩建儒,陈焕矗;功能晶体材料NaEr(WO_4)_2单晶的生长与性能研究[J];光电子·激光;2001年01期
2 张彪,侯学元,李宇飞,孙渝明,杜春林;端面泵浦Nd:GdVO_4的热焦距及基频运转[J];光电子·激光;2002年09期
3 张向华,刘政威,肖思国;氟化物中Yb~(3+)对Ho~(3+),Tm~(3+)的直接敏化上转换作用[J];光谱学与光谱分析;2005年05期
4 刘伟仁,霍玉晶,何淑芳;激光二极管抽运的全固体457 nm深蓝激光器[J];光学学报;2002年08期
5 吴昌根,夏海平,章践立,王金浩,姚连增;Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)双掺铋硼酸盐玻璃的研究[J];光学学报;2004年05期
6 臧竞存,单秉锐,宋晏蓉,姚士仲,郑大威,叶建萍;Ho~(3+)∶ZnWO_4的光谱和上转换发光[J];硅酸盐学报;2005年05期
7 杜戈果,朱鹤元,朱九皋,李富铭;用于准相位匹配的LD泵浦Nd∶YAG 946nm连续激光光源[J];光子学报;2001年08期
8 杜戈果,阮双琛,朱勤,朱鹤元,李富铭;激光二极管泵浦Nd∶YAG 946nm激光器及倍频研究(英文)[J];光子学报;2001年11期
9 路鑫超,柴路,张伟力,孙涛,张志刚,王清月,毛艳丽,邓佩珍,干福熹;用于产生飞秒激光的新型掺Yb~(3+)激光晶体[J];激光与光电子学进展;2003年03期
10 梅遂生;勇于实践 努力创新——激光诞生四十年有感[J];激光与红外;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王宇明;掺稀土钨酸钇/钆钾激光晶体的生长与性能研究[D];长春理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张慧;掺稀土RE:KY(WO_4)_2激光晶体生长与性能研究[D];长春理工大学;2010年
2 樊素;圆截面激光晶体热变形的弹性力学分析[D];西安建筑科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 臧竞存,田玉金,何景棠,朱国义;ZnWO_4单晶生长及其掺杂改性的研究[J];北京工业大学学报;1989年01期
2 臧竞存,武少华,汪良苗,张克从,马跃,杭寅,崔益本,閻如顺;激光晶体ZnWO_4:Cr~(3+)的光谱特征[J];北京工业大学学报;1990年03期
3 陈金铠,陈晓波;Sm~(3+)离子的三光子荧光现象[J];发光学报;1992年02期
4 陈金铠,陈晓波;HoP_5O_(14)非晶的上转换荧光现象[J];发光学报;1993年01期
5 臧竞存,刘燕行;上转换材料研究进展及其在激光技术中的应用[J];高技术通讯;1996年03期
6 华一敏,李劬,陈英礼,陈益新;掺E~(3+)石英光纤中频率上转换的实验研究[J];光学学报;1992年03期
7 路晓娟,朱从善;含铒碲酸盐玻璃的上转换荧光性质研究[J];光学学报;1992年07期
8 臧竞存,殷宝璐,何学东,武少华;可调谐Cr~(3+):ZnWO_4激光晶体室温下的脉冲激光输出[J];光学学报;1992年12期
9 陈晓波,张光寅;非晶态HoP_5O_(14)的蓝绿波段上转换发光的分析[J];光学学报;1993年11期
10 周亚栋,刘国庆,江少林;钨酸锌单晶中颜色起因与排除[J];硅酸盐学报;1986年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘晃清,吴长锋,秦冠仕,林海燕,秦伟平,张继森,赵丹,任新光,吕少哲;二氧化锆纳米材料中三价铒离子的上转换发光(英文)[J];发光学报;2002年06期
2 杨魁胜,梁海莲,张希艳;Yb~(3+),Er~(3+)双掺上转换玻璃陶瓷[J];发光学报;2004年04期
3 秦冠仕,秦伟平,陈宝玖,沈冰,吴长锋,鄂书林,张继森,黄世华;Yb~(3+)和Er~(3+)共掺ZnF_2-AlF_3-PbF_2-LiF多晶和玻璃的光谱性质[J];发光学报;2002年01期
4 林凤英,胡和方,姚庆国,祁长鸿;掺饵氟化物玻璃光谱和上转换发光的研究[J];中国激光;1996年11期
5 赵丽娟,孙聆东,许京军,张光寅;用转移函数方法研究铒离子上转换发光与抽运功率的关系[J];物理学报;2001年01期
6 牛春晖,曹望和,臧春雨,陈宝玖;Tm~(3+)/Yb~(3+)掺杂亚碲酸盐玻璃蓝红光上转换的研究[J];中国稀土学报;2002年03期
7 臧竞存,刘燕行,方方;钨酸钕单晶光谱及其上转换发光[J];中国稀土学报;2001年01期
8 赵谡玲,徐征,侯延冰,裴晓将,徐叙瑢;两种基质中Er~(3+)的上转换发光特性[J];中国稀土学报;2001年06期
9 赵谡玲,徐征,侯延冰,裴晓将,徐叙瑢;温度对YLiF∶Er~(3+)上转换发光的影响[J];中国稀土学报;2002年06期
10 国伟林,王吉有,林志明,宋广智,赵丽娟,张存洲;633nm激发下掺Er~(3+)TiBa玻璃微球上转换发光的形貌共振[J];发光学报;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐莉;关彩虹;于孟斌;金亮;陈高云;;上转换发光技术在生化快速检测中的应用研究[A];公共安全中的化学问题研究进展(第二卷)[C];2011年
2 臧竞存;谢丽艳;李晓;郭凯;刘国庆;邹玉林;吕超;;双掺饵镱钨酸钡单晶生长及宽带上转换发光[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年
3 潘秀红;;悬浮技术制备稀土掺杂钛酸盐玻璃及其上转换发光性能[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
4 杨建虎;姜中宏;;TeO_2-PbCl_2玻璃中铒离子的上转换发光[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
5 牛春晖;曹望和;刘洪敏;黄得康;臧春雨;;Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺杂亚碲酸盐玻璃上转换发光的分析[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
6 陈晓波;李崧;宋增福;;Yb:FOV合作上转换发光的初步探索[A];第六届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];2003年
7 刘敏;王士维;章健;安丽琼;陈立东;;YAG:Er~(3+)粉体的sol-gel燃烧法合成与上转换发光研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
8 陈晓波;何琛娟;宋增福;;HoYb双掺氟氧化物玻璃的奇妙上转换发光现象[A];第五届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];2001年
9 乔旭升;胡洁梓;王瑾;樊先平;;热处理对透明氟氧化物玻璃陶瓷中Er~(3+)离子上转换发光和近红外发光性能的影响[A];电子玻璃技术学术论文集[C];2004年
10 李富友;;生物成像用上转换发光稀土纳米材料[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘力;砷化镓单晶生长技术进展迅速[N];中国有色金属报;2006年
2 记者 吴长锋;中科大发现源于纳米天线效应的新电光现象[N];科技日报;2010年
3 忠一 元波 李彦;我国第一颗八英寸大直径砷化镓单晶诞生[N];科技日报;2006年
4 郝钢;大庆佳昌研制出8英寸砷化镓单晶[N];中国有色金属报;2006年
5 ;有研硅股:自主创新提升硅材料竞争力[N];中国电子报;2007年
6 三木;水平砷化镓单晶材料产业化通过鉴定[N];中国有色金属报;2005年
7 逯武君 刘元波;大庆高新区大直径砷化镓单晶获突破[N];中国高新技术产业导报;2006年
8 本报记者 董映璧;俄罗斯纳米理论研究成果累累[N];科技日报;2006年
9 张哲;中国新能源发展速度世界第一[N];中国电力报;2008年
10 梁红兵;LED:强化产业链建设 细分市场大有作为[N];中国电子报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 熊丽琴;上转换发光稀土纳米材料和磷光铱配合物的合成及生物成像应用研究[D];复旦大学;2010年
2 李艾华;飞秒激光激发稀土掺杂铌酸锂单晶的上转换发光研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 庞涛;稀土掺杂上转换发光材料制备与发光性质研究[D];大连海事大学;2010年
4 郑克志;稀土掺杂微纳材料中高阶多光子上转换发光及其电子布居过程的研究[D];吉林大学;2011年
5 梁会娟;稀土掺杂氧化物和氟化物的上转换荧光增强以及光谱研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 李磊;Er~(3+)及Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂钽铌酸钾锂晶体生长和光谱性能[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 黄立辉;新玻璃体系中Er~(3+)、Tm~(3+)和Yb~(3+)的近红外发光和上转换发光[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
8 贾若琨;上转换纳米材料的合成、表征和机理研究[D];吉林大学;2005年
9 王新;纳米晶上转换发光和ZnO纳米复合物及其耦联蛋白质的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 徐玲玲;稀土掺杂氧化物显示用荧光粉的合成与发光性质研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙艳;铋系层状铁电氧化物Bi_(3-x)RE_xTiNbO_9陶瓷的制备与上转换发光性质研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 夏从标;稀土离子掺杂的NaNbO_3和Sr_2TiSi_2O_8纳米晶的上转换发光性能研究[D];河南大学;2011年
3 吴琴;氟氧硅铝酸盐上转换白光粉的制备及其光谱特性研究[D];大连海事大学;2010年
4 黄传海;Li~+和稀土离子共掺ZrO2上转换发光增强及温度特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 李堂刚;可见—紫外上转换材料的研制及其在光催化剂中的应用[D];山东轻工业学院;2011年
6 周蕾;基于上转换发光技术生物传感器的研制[D];中国人民解放军军事医学科学院;2004年
7 鲁启鹏;上转换纳米多孔材料Y_2O_3:Er~(3+),Yb~(3+)的合成及发光性质的研究[D];北京交通大学;2010年
8 徐东勇;ZnWO_4:Tm~(3+)单晶生长和上转换发光研究[D];北京工业大学;2001年
9 林君毅;氟化物晶体BaF_2Y_8的生长研究[D];天津大学;2005年
10 贾玉涛;稀土离子Ho~(3+)掺杂氧化物上转换光致发光的研究[D];苏州大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026