福建师范大学 物理与能源学院 福建省量子调控与新能源重点实验室, 福州 350117
用共沉淀法制备了β-NaYF4∶Er3+纳米颗粒.通过化学还原法、晶种生长法分别制备银纳米立方颗粒及金纳米棒, 并将其掺杂到β-NaYF4∶2%Er3+纳米颗粒中形成复合体系, 利用表面等离子激元增强效应分别实现β-NaYF4∶Er3+上转换发光的激发和发射增强.当银纳米立方颗粒掺杂量为60 μL时, 上转换发光强度整体增强4.0倍; 当金纳米棒掺杂量为60 μL时, 上转换发光强度整体增强7.8倍.在此基础上, 将两种贵金属纳米颗粒同时掺杂到β-NaYF4∶Er3+纳米颗粒材料中, 实现了该材料上转换发光激发和发射双增强, 上转换发光强度增强了16.0倍.
上转换 表面等离子激元增强 光谱 银纳米立方颗粒 金纳米棒 β-NaYF4∶Er3+纳米颗粒 Upconversion Surface plasmon enhancement Spectrum Ag nanocubes Au nanorods β-NaYF4∶Er3+ nanoparticles
福建师范大学 物理与光电信息科技学院, 福建 福州 350007
测量并分析了980nm抽运下Er3+∶YVO4晶体的上转换荧光, 建立了描述Er3+离子跃迁的速率方程。通过求解速率方程并拟合1550nm, 980nm和550nm的荧光衰减实验曲线, 得到了4I13/2+4I13/2→4I15/2+4I9/2, 4I11/2+4I11/2→4I15/2+4F7/2的频率上转换系数C22=9.221×10-17cm3s-1, C33=7.545×10-17cm3s-1。通过测量980nm抽运下的550nm荧光衰减谱, 得到了4S3/2能级的主要上转换机制是以激发态吸收为主。
光学材料 Er3+∶YVO4晶体 频率上转换 速率方程 optical materials Er3+∶YVO4 crystal frequency upconversion rate equation
福建师范大学 物理与光电信息科技学院, 福建 福州 350007
用平面波展开法研究了内介质柱截面为长方形的三角晶格空气环型光子晶体的完全带隙特性。通过调节内介质柱的大小、介电常数、旋转角度以及空气环外半径对完全带隙的影响, 找到了一组可以获得大带隙二维光子晶体结构的最佳参数。经优化后得到禁带宽度Δω=0.082(2πca-1) (其中a为晶格常数, c为光速), 中心频率ω0=0.401(2πca-1), 完全带隙宽度与中心频率的比值达到了20.4%, 该结果比圆形内介质柱截面空气环结构的完全带隙大, 比普通的空气孔结构的完全带隙增大了37%。
环形光子晶体 光子带隙 平面波展开法 photonic crystal with ring-shaped air holes photonic band gap plane wave expansion method
1 福建师范大学 物理与光电信息科技学院，福州 350007
2 中国科学技术大学 物理系，合肥 230026
制备了Pr(DBM)3Phen 掺杂的聚合物光纤，研究了Pr(DBM)3Phen 在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的吸收光谱和荧光光谱。根据修正的Judd-Ofelt 理论，用吸收光谱计算镨离子在PMMA 中的强度参量：Ω2=46.334×10-20 cm2，Ω4=18.897×10-20 cm2，Ω6=1.610×10-20 cm2。用该参量计算镨离子(3P0、1D2)激发态的辐射寿命及各能级之间的辐射跃迁几率和荧光分支比，同时计算了(3P0→3F2、1D2→3H4)受激发射截面。分析表明，Pr(DBM)3Phen 掺杂的聚合物光纤有望发展为聚合物光纤放大器和激光器。
聚合物光纤 修正的Judd-Ofelt 辐射跃迁几率 强度参量 polymer optical fiber modifed Judd-Ofelt theory radiative transition rate intensity parameters
1 福建师范大学物理与光电信息科技学院, 福建 福州 350007
2 中国科技大学物理系, 安徽 合肥 230026
采用平面波展开法和时域有限差分法研究了二维空气环型光子晶体的负折射现象。通过平面波法计算了三角晶格空气环型光子晶体的能带结构和等频曲线分布, 通过等频曲线的分析得到了光子晶体有效折射率与光波归一化频率之间的关系, 并模拟了光波在有效折射率为 -1的平板和楔形结构光子晶体中的负折射传输过程。模拟结果表明, 优化设计的空气环型光子晶体可以实现较为理想的负折射现象, 且特定频率光波实现负折射对结构参数的要求较低, 有效的降低了实验室制作光子晶体负折射材料对结构参数的苛刻要求。在实验室采用X光刻蚀方法制作空气环型光子晶体能够节省大量的刻蚀时间, 进而降低光子晶体的制作成本。
光电子学 光子晶体 时域有限差分法 负折射
福建师范大学物理与光电信息科技学院, 福州 350007
应用时域有限差分(FDTD)法,对光在二维异质结光子晶体中含两个近邻点缺陷直角弯曲波导的传输特性进行了数值模拟研究。计算结果表明,具有特定本征共振频率的光子晶体微腔(点缺陷),可将在其邻近波导中传播的相同频率成分的光波“引入”到微腔中。“引入”的频率依赖于异质结光子晶体弯曲波导和微腔的参量,从而能够实现调变“引入”频率。通过改变点缺陷周围介质材料(液晶)的折射率或相关介质柱半径,可分别实现约31 nm或12 nm的波长调谐范围。计算结果为光通信中的调谐、上/ 下载滤波器,提供了一条新的设计思路和依据。
导波光学 可调谐光学滤波器 时域有限差分法 光子晶体 异质结
1 福建师范大学物理与光电信息科技学院, 福建 福州 350007
2 中国科学技术大学物理系, 安徽 合肥 230026
用热聚合法制备了掺Eu(DBM)3Phen螯合物的聚合物光纤,建立了团簇化铕离子相互作用模型,以此为基础研究该掺杂聚合物光纤的团簇现象。利用速率方程理论,结合光纤的抽运光透射率实验,得到所研究光纤中团簇化铕离子浓度。掺铕质量分数为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,1%的聚合物光纤中团簇化铕离子的浓度分别为0.045,0.07,0.07,0.07,0.07,0.08。因此,该掺杂聚合物光纤的团簇化铕离子浓度较低且基本不随掺杂浓度的增加而增加,铕离子之间的团簇化现象不明显。
材料 团簇 掺杂聚合物光纤 速率方程
