收藏本站
《吉林大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

稀土掺杂氧化物晶体和氟锆酸盐玻璃的上转换及发光特性

杨海贵  
【摘要】: 近年来,随着信息处理、数据存储、视频显示及表面处理等技术的迅猛发展,紧凑型全固态短波长激光器在激光器的研究领域中受到了广泛关注。这种全固态短波长激光器在高密度光学存储、全色激光显示、海底通信、生物医学、环境科学以及光谱学等领域具有广阔的应用前景。作为产生全固态短波长激光器手段之一的上转换技术,由于其结构简单,且不需要高的激发能量稳定性、严格的相位匹配等条件的限制,人们对其研究的兴趣日益增长。目前,国内外已经广泛报道了上转换发光以及上转换激光,但是这些研究主要集中在红外到可见波段。本论文工作主要集中在稀土掺杂氧化物晶体和氟锆酸盐玻璃的可见到紫外以及可见到可见的新波段上转换发光动力学的实验研究。另外,由于发光衰减行为对实现激光发射和优化激光输出效率非常重要,本论文还研究了稀土掺杂氧化物晶体和氟锆酸盐玻璃的发光衰减动力学过程。 本论文共分五个部分,具体内容如下: 第一部分:简单介绍了上转换发光的应用、上转换激光的发展简史、上转换激光材料以及上转换发光的产生机制。 第二部分:首先介绍了与本论文相关的一些稀土光谱理论,包括著名的Judd-Ofelt理论、能量传递理论。然后在实验部分我们介绍了实验中用到的基质材料、能级寿命测量原理及方法、实验中应该注意的事项、实验仪器及光路设置。 第三部分:首先研究了紫色激光激发下Er3+:YAG晶体荧光衰减的动力学过程。然后集中研究了在不同的可见激光激发下Er3+:YAG及Er3+:YAP晶体的紫外、可见上转换发光现象,通过分析时间分辨的上转换衰减曲线及上转换发光强度对激发光强度依赖关系,确定了不同的上转换发光机制。 第四部分:测定了Tm3+:ZBLAN及Tm3+/Tb3+:ZBLAN玻璃中三种不同掺杂浓度下Tm3+离子四个能级的荧光衰减曲线,通过对其进行e指数拟合,给出了能级寿命,分析了掺杂浓度及敏化离子对发光衰减的影响,给出了影响发光衰减的能量传递过程。另外在红色及蓝色激光激发下研究了Tm3+:ZBLAN及Tm3+/Tb3+:ZBLAN玻璃的紫外、可见上转换发光,确定了上转换发光机制。 第五部分:首先测定了Pr3+:ZBLAN玻璃中四种不同掺杂浓度下Pr3+离子两个能级的荧光衰减曲线,通过对其进行e指数拟合,给出了能级寿命,理论分析了掺杂浓度对荧光衰减的影响,并且在黄色激光激发下观察到了红色的上转换发光现象,给予了理论解释。另外,在两种两步激发机制下,在Pr3+:ZBLAN玻璃中观察到了来自Pr3+离子的级联发射,研究了Pr3+离子的1S0能级的发光特性,包括能级寿命、分支比、发射截面等参数的测定和理论计算结果。最后,在Nd:YAG激光器的二次谐波(532 nm)激发下,在Pr3+:Y2SiO5晶体中我们观察到了来自Pr3+离子的5d组态的紫外宽带发射,并用同时双光子吸收机制给予了解释。 本论文的研究结果为实现新波段的上转换发光、上转换激光以及优化激光输出的效率提供了重要的光谱学参数。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O482.31

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 朱立刚;稀土离子掺杂发光玻璃的制备与性能研究[D];中南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 程建敏;钬和铒掺杂SiO_2-PbF_2玻璃发光性质研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 张东徽;(Gd_(1-x)Y_x)_2O_3:Er~(3+),Yb~(3+)纳米粒子的制备与上转换特性[D];哈尔滨工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 庞辉勇,赵广军,介明印,朱江,何晓明,徐军;硅酸钇晶体的生长、腐蚀形貌和光谱性能研究[J];人工晶体学报;2005年03期
2 孙凯霞;宋国利;;980nm红外激发下氟氧化物中Er~(3+)的上转换可见发光[J];人工晶体学报;2006年01期
3 徐时清,汪国年,张军杰,戴世勋,胡丽丽,姜中宏;Er~(3+)掺杂重金属氧氟硅酸盐玻璃的上转换发光研究[J];物理学报;2004年06期
4 杨建虎,戴世勋,姜中宏;稀土离子的上转换发光及研究进展[J];物理学进展;2003年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 伏振兴;刘碧蕊;;不同泵浦条件下稀土Tm~(3+)的能量上转换发光[J];材料导报;2010年08期
2 宋岳林;田启威;杨健茂;陈志钢;胡俊青;;高发光效率的亲水性NaYF_4∶Yb/Er纳米晶的制备[J];材料导报;2011年14期
3 徐时清;马红萍;张丽艳;赵士龙;王宝龄;邱建荣;;OH~-对Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺碲酸盐玻璃上转换发光的影响[J];光电工程;2006年12期
4 陈芬;徐星辰;周亚训;;铋锗酸盐玻璃中铒离子的上转换光谱特性[J];光电工程;2012年03期
5 祝林锋;林健;孙真荣;李玉琼;李东卫;;掺铒TeO_2-Nb_2O_5-ZnO系统玻璃的上转换发光性能[J];功能材料;2008年10期
6 邓圣伟;徐铁峰;戴世勋;王训四;聂秋华;沈祥;章向华;;Er~(3+)/Ho~(3+)共掺GeS_2-In_2S_3-CsI玻璃上转换发光和能量传递研究[J];功能材料;2011年02期
7 隋运奇;陶可;孙康;;红外上转换β-NaYF_4纳米颗粒的制备方法研究进展[J];功能高分子学报;2011年03期
8 张向华;李立;龚军辉;丁庆磊;刘政威;;CaO对提高Er~(3+)/Yb~(3+)共掺ZrO_2上转换发光效率的研究[J];硅酸盐通报;2011年06期
9 宋国利;;稀土Tb~(3+)掺杂纳米ZnO的发光性质[J];光谱学与光谱分析;2007年12期
10 吴群;杨利文;刘云新;徐昌富;尚振岗;张勇;杨奇斌;;Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂ZnO粉末的上转换发光特性[J];光谱学与光谱分析;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 张约品;夏海平;王金浩;张新民;章践立;;氟氧化物玻璃中Tm~(3+)离子的光谱性质[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
2 马红萍;;掺Er~(3+)重金属氧氟锗酸盐玻璃的上转换发光研究[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 王荣飞;周大成;宋志国;杨正文;余雪;杨勇;赵宗彦;尹兆益;邱建备;;Ho~(3+)-Tm~(3+)-Yb~(3+)共掺碲酸盐玻璃中上转换发光研究[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
4 徐时清;张丽艳;赵士龙;王宝龄;陈亮;李晨霞;杨凯;;OH~-对Tm~(3+)Yb~(3+)共掺碲酸盐玻璃上转换发光的影响[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭淑媛;几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 伏振兴;稀土掺杂氟化物频率上转换及荧光效应研究[D];陕西师范大学;2010年
3 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
4 高当丽;稀土氟化物纳米晶体荧光调控的研究[D];陕西师范大学;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 俞莹;稀土Ho掺杂氧化物和氟化物材料上转换荧光机制研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 王猛;稀土掺杂上转换发光纳米颗粒的合成及其在生物分析中的应用[D];东北大学;2010年
8 王伟;新型硫卤玻璃的主动光学性能与结构研究[D];华东理工大学;2012年
9 董宁;时间分辨光谱系统设计与稀土氟化物单晶及稀土聚合物材料的光谱分析[D];中国科学技术大学;2006年
10 王锋;镧系掺杂氟化物发光生物标记纳米材料的制备与性能研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 宋岳林;亲水性稀土上转换发光纳米材料的制备及其生物应用[D];东华大学;2011年
4 解君华;稀土离子掺杂NaYF_4纳米颗粒及微晶玻璃的光学性能的研究[D];浙江大学;2011年
5 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
6 刘广生;Gd_2O_3:Sm及Bi~(3+),Na~+掺杂Gd_2O_3:Sm纳米晶的光致发光性能研究[D];河南大学;2008年
7 殷海涛;稀土(Pr~(3+),Sm~(3+),Er~(3+),Yb~(3+))共掺氧化铝的光学特性[D];辽宁师范大学;2011年
8 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
9 冯志强;NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换荧光标记纳米晶的制备与性能表征[D];烟台大学;2011年
10 江容容;掺铥双包层光纤激光器理论和实验研究[D];郑州大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟政;刘树江;沈建兴;高彬;;CaO-Al_2O_3-SiO_2-F玻璃的红外光谱和热膨胀行为[J];玻璃与搪瓷;2010年01期
2 张俊英,张林,王天民,张中太;长余辉发光玻璃的研究进展[J];材料导报;2003年04期
3 朱立刚;肖卓豪;卢安贤;;上转换发光氧氟微晶玻璃的研究进展[J];材料导报;2009年05期
4 唐武彪;卢安贤;朱立刚;;氧氟玻璃及其微晶玻璃的研究进展[J];材料导报;2009年09期
5 刘鸣;马剑;张宝刚;;稀土发光玻璃的制备与性能研究[J];材料工程;2007年05期
6 任祥忠;张培新;梁讯;李璐;刘剑洪;张黔玲;罗仲宽;;MgO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的红外光谱研究[J];材料科学与工程学报;2007年02期
7 杨水金,袁良杰,孙聚堂;掺杂Eu~(3+)离子LaPO_4的合成及其发光特性研究[J];发光学报;2003年05期
8 常鹰;李溪滨;;Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃的IR、DTA、XRD和SEM研究[J];硅酸盐通报;2006年03期
9 章健良;聂秋华;戴世勋;徐铁峰;陈飞飞;沈祥;王训四;;Bi_2O_3-B_2O_3-Ga_2O_3玻璃的光学折射率和带隙研究[J];硅酸盐通报;2010年02期
10 林乐静;任国仲;陈敏鹏;柳洋;;Er~(3+)掺杂高氟浓度透明氟氧化物玻璃陶瓷的微观结构和光谱性质[J];光谱学与光谱分析;2009年12期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 梁晓峦;白光LED用稀土离子/过渡金属离子掺杂发光玻璃的制备及性能研究[D];华东理工大学;2011年
2 许银生;铟基硫卤玻璃及稀土掺杂氧氟玻璃的形成和光学性能[D];华东理工大学;2011年
3 何洪;硅酸盐基稀土发光材料的制备及其光谱特性与光谱调控[D];南京航空航天大学;2010年
4 陈伟民;氟硅酸盐微晶玻璃的研究[D];华南理工大学;1997年
5 乔旭升;镧系掺杂碱土氟硅酸盐透明发光微晶玻璃的制备与性能研究[D];浙江大学;2007年
6 杨锦瑜;烧绿石结构稀土锡酸盐纳米材料的制备和发光性能研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘娟;稀土掺杂羟基磷灰石的上转换发光及机制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 薛汇丽;稀土双掺氟氧化物微晶玻璃的研究[D];长春理工大学;2007年
3 赵达亮;稀土离子掺杂氟氧化物玻璃及微晶玻璃制备和发光性能研究[D];浙江大学;2007年
4 匡文波;稀土配合物在荧光识别和近红外发光的应用[D];大连理工大学;2009年
5 陈媛媛;掺镱离子透明微晶玻璃材料的研究[D];中南大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 申卫群;Gd~(3+)/Tb~(3+)离子掺杂氟氧玻璃的光谱性质分析[D];湖南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 赵谡玲,侯延冰,董金凤;稀土离子上转换发光的研究[J];半导体光电;2000年04期
2 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
3 谢黎明,陈凌冰,薛绍林,赵有源,李富铭,张守都,王浩炳;稀土离子Eu~(3+)掺杂Y_2SiO_5晶体的光谱和结构研究[J];光学学报;1999年01期
4 宋峰,陈晓波,张光寅;掺稀土离子的上转换光纤激光器[J];激光与光电子学进展;1997年05期
5 张守都,王四亭,陈杏达,王浩炳,钟鹤裕,张顺兴,徐军;稀土正硅酸盐—Y_2SiO_5单晶体的提拉法生长[J];人工晶体学报;1998年01期
6 宁永强,元光,李树玮,金亿鑫;蓝绿光激光器现状[J];物理;1995年04期
7 冯文波,杨颖;Word使用性能的优化[J];中南民族学院学报(自然科学版);2000年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 段玉生;;微球谐振腔光上转换的研究[J];人工晶体学报;2008年02期
2 李小燕;郑志强;冯卓宏;刘璟;姜翠华;孔令凯;明海;;掺铒锆钛酸铅镧陶瓷的上转换动力学分析[J];物理学报;2008年05期
3 Yoh MITA ,高光天;高效红外上转换显示器件[J];国外发光与电光;1976年04期
4 王东亮,宋峰,谭浩;上转换的实质及变换的讨论[J];光散射学报;2002年02期
5 刘名扬;张瑞萍;;氟化物玻璃在两束激光作用下的上转化三维立体显示[J];中国激光;2011年10期
6 陈述春;戴凤妹;;输出绿光的上转换材料及紫外、可见图象存储和图象减法[J];光子学报;1996年04期
7 杨利文,刘政威,肖思国;Er~(3+)-Yb~(3+)-Tm~(3+)共掺CdF_2:PbF_2基玻璃中的荧光特性及其上转换机制[J];光谱学与光谱分析;2004年07期
8 李建福;王晓丽;孙成林;杨海贵;蒋占魁;;Pr~(3+)∶Y_2SiO_5晶体中橙—蓝频率上转换过程[J];吉林大学学报(理学版);2006年06期
9 李鑫德;上转换荧光和激光[J];稀土信息;1997年07期
10 吴长锋,秦冠仕,秦伟平,陈宝玖,黄世华,刘晃清,赵丹;Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂AlF_3基氟化物玻璃材料的频率上转换[J];中国稀土学报;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 严冬;杨正文;竺侃;;A1_2Y_4O_9:Yb,Er反蛋白石中的上转换发射和颜色调谐[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
2 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
3 孙雅娟;孔祥贵;张宏;;稀土掺杂上转换纳米晶作为表面荧光探针研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
4 汪超;程亮;刘庄;;上转换纳米晶体癌症治疗的应用[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
5 叶常青;周宇扬;梁作芹;王筱梅;;1.新型蒽衍生物受体应用高效上转换体系的设计合成[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第21分会:光化学[C];2014年
6 彭桂芳;洪广言;贾庆新;李有谟;;红外变可见上转换材料薄膜的研制[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
7 谷战军;田甘;赵玉亮;;荧光上转换纳米材料的光谱调控及其在生物医学中的应用[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第35分会:纳米生物医学中的化学问题[C];2014年
8 高伟;李娇;高当丽;田宇;崔敏;孙瑜;阎晓庆;郑海荣;;颗粒形貌对六方相NaYbF_4:Pr~(3+)纳米晶体上转换荧光的影响[A];第七届全国稀土发光材料学术研讨会会议论文摘要集[C];2011年
9 黄淮青;密丛丛;王猛;孙盼;徐淑坤;;磁性稀土掺杂上转换纳米发光颗粒的合成及表征[A];第七届全国稀土发光材料学术研讨会会议论文摘要集[C];2011年
10 李娇;高伟;高当丽;田宇;郑海荣;;四方相LiYF4:Yb/Er晶体颗粒的合成及上转换荧光研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐淮良;稀土离子掺杂晶体中的上转换过程和电磁感应光透明现象的研究[D];吉林大学;2006年
2 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
3 陈冠英;稀土氧化物和氟化物纳米晶上转换荧光光谱的设计研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 杨海贵;稀土掺杂氧化物晶体和氟锆酸盐玻璃的上转换及发光特性[D];吉林大学;2007年
5 郝树伟;稀土氟化物微纳晶体的可控合成及增强上转换荧光研究[D];哈尔滨工业大学;2013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 郭琳娜;三种新型稀土掺杂纳/微米材料的制备,结构及其上转换/下转换发光性能研究[D];兰州大学;2014年
8 夏露;靶向上转换纳米光敏剂构建及其医学应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
9 秦冠仕;稀土掺杂的紫色和紫外上转换激光材料及热镊空泡研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
10 许贵宝;几种新型吡啶类染料的双光子上转换性能研究[D];山东大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱海;近红外激励上转换材料光谱及荧光增强机理的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 郑建钦;~1.5μm响应红外上转换材料制备及性能研究[D];长春理工大学;2010年
3 贾志旭;稀土掺杂氟化物上转换薄膜的制备及其性能研究[D];长春理工大学;2011年
4 蓝雨靖;复合型氧化物上转换材料的制备及其光学性质测定[D];北京工商大学;2010年
5 尹帮达;几种上转换荧光材料的水热合成及其应用[D];湖南师范大学;2014年
6 徐丽华;有机染料的频率上转换发光特性研究[D];吉林大学;2004年
7 孙立香;铥钬镱掺杂钠铝碲酸盐陶瓷的多彩上转换荧光发射[D];大连工业大学;2011年
8 姜涛;Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺的氟化钙薄膜与微球的制备和光学性质研究[D];吉林大学;2010年
9 李耀;几种氟化物上转换材料的结构及发光性能研究[D];湘潭大学;2012年
10 高晓阳;稀土掺杂氟氧微晶玻璃上转换及其温度特性的研究[D];燕山大学;2013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