1 江苏师范大学物理与电子工程学院 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
2 中国人民解放军32506部队, 江苏 徐州 221116
采用浆料直写（DIW）挤出成型工艺结合高温固相反应烧结技术, 成功制备出高长径比稀土Eu3+掺杂Y2O3荧光陶瓷纤维。分别研究了陶瓷膏体的流变性能、陶瓷纤维的相结构和荧光动力学、以及不同温度下陶瓷纤维的荧光光谱演变。研究结果表明, 采用羟丙基甲基纤维素（HPMC）水凝胶作为陶瓷膏体的有机助剂, 最佳的粉体固含量为55%。烧结温度>1 200 ℃下均可得到纯的陶瓷晶相, 随着温度的升高, 陶瓷相没有明显变化, 但在1 300 ℃下烧结得到的样品荧光寿命最长, 可达1.12 ms。进一步表征了该温度下烧结样品的变温光致发光光谱, 随着温度从100 K上升至500 K, 发光光谱的积分强度没有明显降低, 表明所制备的样品具有优异的发光热稳定性。
荧光陶瓷纤维 流变性能 光致发光 荧光寿命 ceramic fiber phosphor (Y0.85La0.10Eu0.05)2O3 (Y0.85La0.10Eu0.05)2O3 rheological properties photoluminescence luminescence lifetime
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, and Shenzhen Institute of Research and Innovation (HKU-SIRI), The University of Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong, China
2 Department of Applied Physics, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China
Native point defects in ZnO are so complicated that most of them are still debating issues, although they have been studied for decades. In this paper, we experimentally reveal two sub-components usually hidden in the low energy tail of the main broad green luminescence band peaking at 547 nm (~2.267 eV) in intentionally undoped ZnO single crystal by selecting the below-band-gap (BBG) optical excitations (e.g. light wavelengths of 385 nm and 450 nm). Moreover, both sub-components are manifested as long persistent phosphorescence once the BBG excitations are removed. With the aid of a newly developed model, the energy depths of two electron traps involved within the long lived orange luminescence are determined to be 44 meV and 300 meV, respectively. The candidates of these two electron traps are argued to be most likely hydrogen and zinc interstitials in ZnO.
zinc oxide defects phosphorescence photoluminescence Opto-Electronic Advances
2018, 1(6): 180011
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430070, China
2 Synthetic Single Crystal Research Center, Key Laboratory of Transparent and Opto-Functional Inorganic Materials, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201899, China
3 State Key Laboratory on High Power Semiconductor Lasers, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
4 Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
5 State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201899, China
Tm:CaF2 and Tm,Y:CaF2 single crystals were prepared by the temperature gradient technique. The spectral properties of Tm,Y:CaF2 single crystals were investigated and compared with those of Tm:CaF2. It was demonstrated that codoping with Y3+ ions could efficiently improve the spectroscopic properties. Tm,Y:CaF2 crystals have larger absorption cross-sections at the pumping wavelength, larger mid-infrared stimulated emission cross-sections, and much longer fluorescence lifetimes of the upper laser level (Tm3+: H43 level) than Tm:CaF2 crystals. Continuous-wave (CW) lasers around 1.97 μm were demonstrated in 4.0 at. % Tm,4.0 at. % Y:CaF2 single crystals under 792 nm laser diode (LD) pumping. The best laser performance has been demonstrated with a low threshold of 0.368 W, a high slope efficiency of 54.8%, and a maximum output power of 1.013 W.
140.2020 Diode lasers 140.3070 Infrared and far-infrared lasers 140.3380 Laser materials Chinese Optics Letters
2018, 16(5): 051401
1 四川大学原子与分子物理研究所, 四川 成都 610065
2 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所, 四川 绵阳 621000
基于双光子吸收激光诱导荧光（TALIF)技术, 在纯净的高焓流场环境中, 将脉冲激光从垂直于流场方向射入流场, 并通过布置在风洞试验段外与流场和激光形成的平面向垂直方向上的ICCD测量获取到了二维氧原子的荧光信号, 该信号可以反映氧原子相对浓度。 为保证实验中使用到的激发激光波长为最佳激发波长, 分别对氧原子基态处在不同角量子数的情况进行了测试, 最终确定J=2时, 波长为225584 nm为最终实验激发波长, 为了保证所获取的氧原子荧光信号在非饱和线性区, 在同种状态下, 将激发激光能量从小到大调整并进行荧光信号的测试, 获取了激光能量在34 mJ以下的线性区域。 为确保获取清晰对比度最优的ICCD荧光图像, 选择了Nikon f=105 mm F/28镜头为实验测试镜头, 同时将50次曝光的累计结果作为图像输出。 对所获取的荧光图像进行分析, 实验结果可以清晰地看到超声速流场中压缩波形成的距中心线约±50 mm位置处左右各一个的小峰, 亚声速流场中中心处氧原子浓度有一个约60 mm宽的均匀区域, 区域以外氧原子浓度急剧下降, 这些结果符合实验风洞特性, 此测试方法可以很好地运用到流场测量中。
高焓 氧原子 激光诱导荧光 优化选择 High-enthalpy Atom O Laser-induced fluorescence Optimization selection
1 同济大学材料科学与工程学院， 上海 201804
2 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心， 上海 200050
在1060~1100 ℃的温度范围内和真空条件下对Nd,Y∶SrF2激光晶体进行了高温退火处理，测试了高温退火前后Nd,Y∶SrF2晶体的X射线双晶摇摆曲线、抗弯强度、应力分布和波前畸变图谱。结果表明,高温退火能有效改善晶体的结晶性能、抗弯强度、应力分布和光学均匀性。当退火温度为1080 ℃、退火时间为36 h时，获得的晶体综合性能最优，该温度和时间为最佳退火参数。
材料 Y∶SrF2晶体 退火 结晶性能 抗弯强度 应力分布 光学均匀性
利用传输矩阵研究了银-光子晶体-银结构中两Tamm等离子体极化激元(TPPs)的耦合态。我们的数值结果表明当光子晶体的周期数n＞10时,存在两本征波长相同的非耦合Tamm等离子体极化激元(非耦合TPPs),当n≤10时,两非耦合Tamm等离子体极化激元发生耦合,劈裂成两本征波长不同的耦合Tamm等离子体极化激元。随着n的减小,两耦合Tamm等离子体极化激元(耦合TPPs)间的劈裂能量增大,当n=3时,劈裂能量达到287.5 meV。从银-光子晶体-银结构中的实时电场分布可以得到:本征波长较长的耦合TPP由两非耦合TPPs对称耦合产生,而本征波长较短的耦合TPP由两非耦合TPPs反对称耦合产生。
非耦合Tamm等离子体极化激元(非耦合TPP) 耦合Tamm等离子体极化激元(耦合TPP) 传输矩阵 对称耦合 反对称耦合 uncoupled Tamm plasmon polariton(uncoupled TPP) coupled Tam plasmon polariton(coupled TPP) transfer matrix symmetric coupling asymmetric coupling
Author Affiliations
Abstract
Beijing Key Laboratory of Opto-Electronic Functional Materials and Micro-Nano Devices, Renmin University of China, Beijing 100872, China
High-quality holmium-doped Y3Al5O12 (YAG) ceramic is fabricated in sequence by tape-casting and vacuum sintering. The average grain size of the Ho:YAG ceramic is around 20 μm with a fully dense microstructure. The inline transmittance of the sample is ～82% in visible and IR region. The fluorescence lifetime at 2088 nm is 8.17 ms. The excellent properties of the Ho:YAG ceramic demonstrate the tape-casting is a novel candidate process for the fabrication of Ho:YAG-based thin-chip or composite ceramics.
140.3390 Laser materials processing 160.4760 Optical properties 300.2530 Fluorescence, laser-induced Chinese Optics Letters
2015, 13(5): 051404
福州大学环境与资源学院, 福州大学遥感信息工程研究所, 福建省水土流失遥感监测评估与灾害防治重点实验, 福建 福州 350116
不透水面遥感信息的反演是近十年来遥感领域的一个热门课题, 但是利用高光谱影像反演不透水面信息的研究较少, 高光谱和多光谱影像反演不透水面的对比研究也少有报道。 重点研究了高光谱EO-1 Hyperion和多光谱Landsat TM/ETM+数据在反演不透水面信息方面的特点, 首先在福州、 广州和杭州选取了三个实验区, 利用线性光谱混合分析模型反演Hyperion和TM/ETM+影像的不透水面信息。 对于多达242个波段的Hyperion影像, 进一步利用判别分析从中选取了11个特征波段构成新的Hyperion’影像, 以考察是否可用缩减波段的方法来取得较好的反演效果。 结果表明, Hyperion高光谱影像反演不透水面的能力优于多光谱影像TM/ETM+, 而利用特征波段构成的Hyperion’的反演精度最高, 这主要得益于Hyperion具有更高的光谱分辨率和辐射分辨率, 使其可以更有效地区别不同地物在光谱特征和辐射特征上的微细变化, 从而可以更好地区分不同地物。 而由特征波段构成的Hyperion’影像由于大幅减少了高光谱影像波段的冗余度, 所以获得了更高的反演精度。
线性光谱混合分析 不透水面 高光谱 多光谱 遥感 Linear spectral mixture analysis Impervious surface Hyperspectrum Multispectrum Hyperion Hyperion Remote sensing 光谱学与光谱分析
2014, 34(4): 1075
1 上海大学电子信息材料系, 上海 200444
2 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 201800
采用温梯法生长了两种不同掺杂浓度的Nd,Y∶CaF2晶体（0.6%Nd,5%Y∶CaF2，0.8%Nd,5%Y∶CaF2,其浓度均由原子数分数表示）,并测试了两种晶体样品的吸收光谱、发射光谱和荧光寿命。实验发现共掺Y3+可有效抑制浓度猝灭效应，改善晶体的光谱性能。共掺Y3+后Nd,Y∶CaF2在1.06 μm处的发射带宽达到26 nm，其带宽与钕玻璃相当。光谱测试表明两种晶体的最强发射峰均位于1054 nm，其中0.6%Nd,5%Y∶CaF2的荧光寿命为333 μs，发射截面为3.6×10-20 cm2，荧光量子效率为76.7%。采用0.6%Nd,5%Y∶CaF2晶体在1.56 W的抽运功率下获得了413.3 mW 的连续激光输出，斜率效率达到28.15%。
材料 激光晶体 Y∶CaF2晶体 激光二极管 浓度猝灭 中国激光
2013, 40(s1): s106002
1 清华大学 精密仪器系 精密测试技术与仪器国家重点实验室, 北京 100084
2 重庆大学 新型微纳器件与系统技术国家重点学科实验室, 重庆 400030
研究了液浮转子式陀螺仪转子在高速转动时其间隙流场的流动状态。采用计算流体力学中的雷诺应力模型, 对陀螺仪转子与定子间的封闭流场进行数值模拟, 并运用粒子成像测试技术(Micro PIV)观测运动流场, 测量液浮陀螺的间隙流场速度。模拟结果表明, 转子上下表面与侧壁面均形成了不同类型的二次流动, 该现象随转速及空间尺寸的增大而增强; 当转速增大到7 500 r/min时, 二次流速可达到0.3 m/s, 故减小空间尺寸有利于提高转子的运动稳定性。另外, 文中给出了运用粒子成像测试技术(Micro PIV)得到的流场矢量分布与流线分布图。实验证实, Micro PIV测试技术可实现对转子转速在0~1 000 r/min内的流场速度的精确观测, 满足限域空间内对高速运动流场的非接触测量要求。
液浮转子式陀螺 流场 数值模拟 粒子成像测速 liquid floating rotor gyroscope flow field numerical simulation Particle Image Velocimetry(PIV)
