1 之江实验室，浙江 杭州 311121
2 中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
3 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
采用真空高温固相反应烧结技术制备了Ce∶Y3Al5O12（掺杂原子数分数为0.2%）与Al2O3复合相荧光陶瓷（简称Ce∶YAG-Al2O3），采用蓝光发光二极管（LED）芯片，以透射模式激发，系统研究了退火处理对荧光陶瓷发光性能的影响以及不同厚度与不同表面粗糙度的荧光陶瓷的发光性能的变化规律。结果表明，退火处理可明显改善荧光陶瓷的发光性能，且在相同激发条件下，随着荧光陶瓷厚度的增加，透射蓝光与荧光陶瓷所发出的黄绿荧光的强度比下降，色温降低，发光效率升高。陶瓷表面粗糙度的增加可明显提高荧光陶瓷的发光效率。对于同一荧光陶瓷样品，蓝光入射面的粗糙度小，光出射面的粗糙度大，有利于降低荧光陶瓷的色温，提高其发光效率。
1 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室, 上海 201800
2 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210
研究了在恒温变电流与恒电流变温下蓝光单色芯片的电致发光光谱特征,以及在这两种模式下蓝光芯片与荧光陶瓷封装形成的白光LED的发光性能。结果表明:在温度一定的条件下,随着激发电流增大,LED芯片的发光光谱蓝移;在电流一定的条件下,随着蓝光LED芯片温度升高,LED芯片的发光光谱红移;蓝光芯片发射光谱的改变会影响荧光陶瓷的吸收转换效率,进而改变白光LED的发光性能。
材料 发光二极管 光谱 峰值波长 荧光陶瓷 激发电流 温度 中国激光
2021, 48(21): 2103003
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201072
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
Tb3Ga5O12 (TGG) is an excellent material for magneto-optical applications, and is the key component in Faraday isolators (FIs). The preparation process of transparent TGG ceramics is experimentally studied. The optical quality and the microstructure of the samples are investigated. The results show that the transmittance of the sample sintered at 1550°C is close to 72% in the region of 500–1500 nm. The Verdet constant at 632.8 nm measured at room temperature is 125.01 rad T 1 m 1, which is almost the same as that of a single crystal.
160.3820 Magneto-optical materials 140.3380 Laser materials 160.4670 Optical materials Chinese Optics Letters
2015, 13(3): 031602
1 江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
采用CeO2，Al2O3，Y2O3，Pr6O11粉体材料按照(Ce0.001PrxY0.999-x)3Al5O12(x=0.001~0.005)混合均匀并压片成型，经冷等静压后在真空感应炉中烧结约18 h 制备出Ce，Pr:YAG 荧光透明陶瓷。样品的X 射线衍射(XRD)谱表明样品呈现纯YAG 相。分别测试不同掺Pr3+原子数分数样品的发射光谱，发现了Pr3+在610 nm 处的浅红光发射峰，通过改变Pr3+的掺杂原子数分数可有效调节白光的色温和相关显色指数。实验测试结果表明当Pr3+的原子数分数为0.1%时，Ce，Pr:YAG 透明陶瓷的综合参数较好。在注入电流为100 mA 的情况下，光效为90 lm/W，色温为4905 K，显色指数为80，色坐标为(0.35，0.41)。此结果在白光的色温、显色指数等性能方面较传统的荧光材料有很大的优势，有望在室内照明领域得到深入的应用。
材料 粉体材料 荧光陶瓷 真空烧结 红光发射 色温
1 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
3 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
采用金属有机化学汽相沉积（MOCVD）设备在LiGaO2（100）衬底上制备了结晶性能良好的非极性ZnO薄膜。研究了衬底温度对ZnO薄膜结晶性能的影响。X射线衍射(XRD)分析结果表明在衬底温度为500 ℃时可以获得高质量的（1100）晶面取向的非极性ZnO薄膜。采用原子力显微镜(AFM)观察ZnO薄膜的表面形貌及晶体尺寸，观察到500 ℃生长的ZnO薄膜表面更加平整，晶粒分布均匀，粗糙度均方根值（RMS）为0.626 nm。光致发光(PL)光谱结果显示，ZnO薄膜的带边发光峰均位于375 nm，但是在较低温度下（400 ℃）生长时黄光峰较强，说明低温生长时结晶性能较差，且缺陷较多。
光学材料 ZnO薄膜 非极性半导体 金属有机化学汽相沉积 光学学报
2011, 31(10): 1016001
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Suzhou Institute of Nano-Tech and Nanobionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
A-plane GaN films are deposited on (302) \gamma-LiAlO2 substrates by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). The X-ray diffraction (XRD) results indicate that the in-plane orientation relationship between GaN and LAO substrates is [010]LAO//[0001]GaN and [203]LAO//[1100]GaN with 0.03% and 2.85% lattice mismatch, respectively. Raman scattering results indicate that the strain in the films decreases along with the increase in the thickness of the films. In addition to the band edge emission at 3.42 eV, defects-related luminescence at 3.35 eV is observed in the photoluminescence (PL) spectra. The cathodoluminescence (CL) spectra indicate that the 3.35-eV emission is related to the V pits.
金属有机化学气相沉积 氮化镓 光致发光 阴极荧光 310.6860 Thin films, optical properties 310.0310 Thin films 310.1860 Deposition and fabrication 300.6470 Spectroscopy, semiconductors Chinese Optics Letters
2011, 9(9): 093101
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室， 上海 201800
2 中国科学院研究生院， 北京 100049
采用真空烧结制备了透明度良好的Tb3+，Yb3+共掺的(Tb0.01Y0.99-xYbx)2O3 (摩尔分数x=0，0.02，0.05，0.1)透明陶瓷。在484 nm的蓝光激发下，通过Tb3+离子的敏化作用，实现了Yb3+离子的下转换近红外发光。由Tb3+到Yb3+主要的能量传递机理为：Tb3+吸收484 nm的光子后将所吸收该光子的能量通过合作下转换的方式传递至两个Yb3+离子的激发态2F5/2能级，进而实现两个Yb3+离子的近红外发光。真空烧结对Tb4+的抑制、Y2O3晶格本身对Yb2+的抑制、Tb4+-Yb2+电荷转移态与Tb3+离子5D4能级之间较大的能隙以及Y2O3较低的声子能量等因素使得在484 nm激发下，由Tb3+经Tb4+-Yb2+电荷转移态后部分无辐射跃迁至Yb3+离子2F5/2能级的影响变得较小。另外，Y2O3较低的声子能量加之Tb3+离子5D4能级与Yb3+离子2F5/2能级之间较大的能隙(约1×105 cm-1)使得由Tb3+离子5D4能级无辐射跃迁至Yb3+激发态2F5/2，进而实现一个Yb3+离子的近红外发光在下转换近红外发光中的贡献也较小。
材料 透明陶瓷 近红外 能量传递 合作下转换发光
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所,强激光材料科学与技术重点实验室,上海 201800
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
采用提拉法生长了质量较高的掺Fe铝酸锂(LiAlO2:Fe)晶体,并用吸收光谱、光致激发与发射光谱以及X射线激发发射(XEL)光谱测试等方法对晶体的光谱性质及结构进行了研究。结果表明,晶体对可见光与近红外光具有较高的透过,而在深紫外波段存在与Fe离子相关的吸收。以266 nm光激发得到710 nm的Fe3+离子的特征发射峰,分析表明晶体中Fe3+离子代替Li+离子而处于8面体格位。比较不同晶体样品的XEL光谱发现,空气退火后的γ-LiAlO2晶体出现了318 nm处较强的缺陷发光,而同样条件退火后的LiAlO2:Fe晶体与未退火的γ-LiAlO2晶体均未观察到相应的发光。分析得出此发光应与晶体退火后形成的F+心有关,而Fe掺杂可抑制晶体中Li2O的挥发,提高晶体的热稳定性。
光学材料 衬底 LiAlO2:Fe晶体 提拉法 光谱 X射线激发发射
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Material Science and Technology for High Power Lasers, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The growth of a Mn-doped LiAlO2 single crystal by the Czochralski (CZ) method and the characterization of its spectroscopy and thermoluminescence (TL) are presented. The X-ray rocking curve and chemical etching analysis show that the as-grown crystal has good crystallinity. The full-width at half-maximum (FWHM) of the LiAlO2 (200) \omega rocking curve is 23.2 arcsec and the etching pits density of the (100) plane is (1.6–4.0)×104 cm-2. The transmission spectrum indicates that the crystal is highly transparent in the 200–1500-nm wavelength range. The emission spectrum of the crystal consists of a peak around 579 nm when excited with 428-nm light. The TL spectra show that the LiAlO2:Mn crystal has glow peaks at 150 and 172 ℃. The change of TL characteristics of the crystal before and after thermal annealing in the air is discussed, and the effect of annealing and irradiation on the evolution of defect types is analyzed.
LiAlO2:Mn晶体 提拉法 结晶质量 光谱 热释光 160.2220 Defect-center materials 160.6990 Transition-metal-doped materials 300.6280 Spectroscopy, fluorescence and luminescence 300.6550 Spectroscopy, visible Chinese Optics Letters
2010, 8(4): 414
