1 成都大学 机械工程学院，四川 成都 610106
2 昆明理工大学 材料科学与工程学院，云南省新材料制备与加工重点实验室，云南 昆明 650093
3 交通运输部南海航海保障中心 北海航标处，广西 北海 536000
4 成都理工大学 材料与化学化工学院，四川 成都 610059
防伪技术的提升关乎****和社会稳定，对于当今社会信息安全领域十分重要。光存储荧光材料由于其成本低、分辨率高和响应速度快等特点在防伪领域展现出巨大优势。然而，荧光材料防伪模式单一以及对激发波长要求较高等一系列问题，一定程度上限制了其实际应用。SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+（SAO∶Eu2+，Dy3+）作为最成功的长余辉发光材料，在弱光照明、发光涂料和道路指示标牌等领域具有广泛的应用。其长余辉现象归因于载流子在室温下受热扰动释放的过程，且依赖于有效陷阱的数量和浓度。因此，在该材料中构建陷阱将有效拓展其光存储的相关性能，一直受到关注。本文通过在光存储荧光材料SAO∶Eu2+，Dy3+中引入Tm3+离子可以调控陷阱密度及结构，在减少浅陷阱密度的同时增加了深陷阱浓度，进而有效调控载流子在陷阱中的存储与释放过程。通过980 nm近红外激光诱导深陷阱释放载流子可再次被浅陷阱捕获，表现出明显的光激励长余辉发射。基于此，本工作探索了一种温度和时间维度的多模式防伪技术，实现二进制编码的读写。因此，本工作通过对SAO∶Eu2+，Dy3+的陷阱调控实现动态防伪和光学信息存储，可拓展该荧光材料在信息安全领域的应用。
光激励发光 长余辉 光学存储 光激励诱导长余辉 photo-stimulated luminescence long afterglow optical storage photo-stimulated long afterglow
1 成都大学 机械工程学院，四川 成都 610106
2 成都理工大学 材料与化学化工学院，四川 成都 610059
3 昆明理工大学 材料科学与工程学院，云南省新材料制备与加工重点实验室，云南 昆明 650093
4 交通运输部南海航海保障中心 北海航标处，广西 北海 536000
采用高温固相法制备了双钙钛矿结构的Ba2LuNbO6∶xTb3+（x = 0.01，0.02，0.05，0.10，0.20）闪烁体材料，并系统地研究了其晶体结构、形貌和X射线激发的光学性能。研究表明，在X射线激发下，Ba2LuNbO6∶Tb3+的发射光谱主要由Tb3+的特征发射组成，其中最强发射峰位于545 nm处。X射线发射（RL）强度随Tb3+浓度的增加逐渐增大，当x= 0.1时发射强度达到最大值。此外，X射线辐照5 min后的热释光（TL）曲线显示该样品存在位于T1（377 K）和T2（460 K）的两个陷阱。其陷阱深度分别为0.754 eV和0.920 eV，这表明该材料具有潜在的X射线信息存储性能。因此，我们可通过加热或者980 nm激光二极管激发，有效诱导读出存储在深陷阱中的载流子，实现高亮度光激励发光（PSL）和热刺激发光（TSL）。基于此，由Ba2LuNbO6∶Tb3+与聚二甲基硅氧烷（PDMS）所制备的柔性闪烁体薄膜，在低X射线剂量辐照下表现出优异的X射线成像分辨率（12.5 lp/mm）以及延时成像特性。以上结果表明，所制备的Ba2LuNbO6∶0.1Tb3+在X射线探测和X射线信息存储方面具有潜在的应用前景。
闪烁体 Tb3+离子 X射线探测 Ba2LuNbO6 scintillators Tb3+ ions X-ray detection Ba2LuNbO6
1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南省新材料制备与加工重点实验室, 昆明 650093
2 云南阿飞皮纳科技有限公司, 昆明 650093
3 成都大学机械工程学院, 高等研究院, 先进材料多尺度变形及破坏力学研究所, 成都 610106
闪烁体是X射线成像技术中的核心器件, 它能将吸收的高能射线(X射线或其他高能带电粒子)转化为可见光, 已被广泛应用于医疗诊断、辐射剂量测定和安全检查等领域。目前大多数的商用闪烁体为单晶或薄膜材料, 不仅制备工艺复杂、生长周期长、成本高, 并且辐照稳定性差, 成像效果不佳。通过在透明玻璃基体内原位析出ZnS量子点, 探索ZnS量子点微晶玻璃(GC)作为一种成本低、耐候性强的闪烁体在X射线间接成像领域的应用。实验结果表明, 在X射线辐照下ZnS GC的发射峰位于518 nm, 并利用X成像系统对鱼骨骼和芯片进行成像, 由于ZnS量子点在玻璃基体中的均匀分布, 结果显示图像轮廓清晰、物体内部结构分明, 并且成像分辨率达到18.0 lp/mm。此外, 在累积剂量高达288 J/kg的情况下, 损坏的ZnS GC闪烁体可通过简单的热处理完全恢复成像性能。ZnS GC作为闪烁体在高分辨X射线成像领域表现出广泛的应用前景。
硫化锌量子点 微晶玻璃 X射线成像 透明闪烁体 高剂量可恢复 zinc sulfide quantum dot glass-ceramics X-ray imaging transparent scintillators high-dose recoverable
1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
2 香港理工大学应用物理系, 香港 999077
3 云南省能源研究院有限公司, 云南 昆明 650093
上转换激光具有反斯托克斯位移、单色性、较高的稳定性等特点使其在医学、投影仪、数据存储、激光头灯、激光提示器可见光通讯、显微镜以及新一代显示技术等众多领域有广泛的应用,因此受到了广泛关注。近年来,这一研究方向的基础研究和应用探索取得了长足的进步,但仍存在一些问题和瓶颈。本文主要综述了稀土掺杂氟化物多波段上转换激光的研究现状,围绕不同发射波段和不同泵浦光源两个方面,重点综述了这一研究领域近年来的进展,并对当前研究中存在的问题进行了总结和对未来发展前景进行了展望。
激光光学 上转换激光 多波段 稀土掺杂氟化物 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071601
Author Affiliations
Abstract
1 College of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
2 Department of Physics and Information Technology, Baoji University of Arts and Sciences, Baoji 721016, China
3 Key Laboratory of Advanced Materials of Yunnan Province, Kunming 650093, China
A series of
Ce3+,
Sm3+-doped
Zn2GeO4 phosphors are prepared by the solid-state reaction. A blue photoluminescence (PL) of
Zn2GeO4 is observed as the recombination of the electrons trapped on
VO and
Zni with holes trapped on
VGe and
VZn′. The energy transfer process between
Ce3+ and
Sm3+ is confirmed by the PL spectra and decay curves, and the emission colors can be adjusted from blue to orange–red. Furthermore, we verify unambiguously that the energy transfer from
Ce3+ to
Sm3+ occurs. Besides,
Ce3+160.0160 Materials 230.0230 Optical devices Chinese Optics Letters
2017, 15(8): 081601
Author Affiliations
Abstract
1 College of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
2 Key Laboratory of Advanced Materials of Yunnan Province, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
A series of Ca4.99(PO4)3F:1%Eu3+, 1%X (X = Li+, Au3+, and Bi3+) nanoparticles are prepared using hydro-thermal method, with an average size of 33–62 nm. We study the improved photoluminescence properties of Ca4.99(PO4)3F:1%Eu3+ by co-doping with Li+, Au3+, and Bi3+ ions, respectively, and the enhancement of the emission intensities of Eu3+ is observed in these samples. The effects of Li+ acting as a charge compensator, Au3+ as a plasma surface sensitizer, and Bi3+ as an energy conversion agent are discussed. The results show Ca4.99(PO4)3F:1%Eu3+, 1%X nanoparticles are a promising candidate as a red component for near-ultraviolet light-emitting diodes.
160.0160 Materials 230.0230 Optical devices 300.0300 Spectroscopy Chinese Optics Letters
2014, 12(10): 101602
Author Affiliations
Abstract
Monovalent ions Li+, Na+, and K+, as charge compensators, are introduced into CaYAl3O7: M (M=Eu3+, Ce3+) in this letter. Their crystal phases and photoluminescence properties of different alkali metal ions doped in CaYAl3O7 are investigated. In addition, the influence of charge compensation ion Li+ which has a more obvious role in improving luminescence intensity on CaYAl3O7: Eu3+ phosphor is intentionally discussed in detail and a possible mechanism of charge compensation is given. The enhancement of red emission centered at 618 nm belonging to Eu3+ is achieved by adding alkali metal ion Li+ under 393-nm excitation.
160.5690 Rare-earth-doped materials 170.6280 Spectroscopy, fluorescence and luminescence 230.3670 Light-emitting diodes Chinese Optics Letters
2014, 12(5): 051602
Author Affiliations
Abstract
K3Gd(PO4)2:Tb3+ phosphors are synthesized by the solid reaction method, and the phases and luminescence properties of the obtained phosphors are well characterized. The emission spectra of K3Gd(PO4)2:Tb3+ exhibit the typical emissions of Tb3+. Concentration quenching of Tb3+ is not observed in K3Gd(PO4)2:Tb3+, likely because the shortest average distance of Tb3+–Tb3+ in K3Gd(PO4)2:Tb3+ is adequately long such that energy transfer between Tb3+–Tb3+ ions cannot take place effectively. This result indicates that K3Tb(PO4)2 phosphors have potential application in near ultraviolet (n-UV)-convertible phosphors for white light-emitting diodes.
160.0160 Materials 230.0230 Optical devices 300.0300 Spectroscopy Chinese Optics Letters
2014, 12(1): 011601
