1 中国计量学院应用物理系表面物理研究所,310018
2 浙江大学材料化学学院,310027
3 中国矿业大学理学院,221008
作者用燃烧法制备了8nm-50nm的系列纳米晶Y2O3:Eu3+,利用XRD谱确定了纳米晶的晶体结构及晶粒大小.利用两套由不同波长的激光所激发的拉曼光谱,指认了纳米晶Y2O3:Eu3+的拉曼振动模,研究其拉曼光谱.与传统的拉曼光谱学相比较,光谱呈现出明显的反常,其一,是斯托克斯与相对应的反斯托克斯谱峰波数不相等;其二,随晶粒的减小,拉曼谱有明显的变化,包括谱峰的微移、半高宽的增加,以及谱峰强度比的强烈变化;其三,随着激发波长的变化,光谱也呈现出峰位移动的明显变化.这些反常的散射光谱的变化源于纳米结构的本征缺陷.
反常拉曼散射 纳米晶Y2O3:Eu3+ 发光 abnormal Raman scattering nanocrystalline Y2O3:Eu3+ luminescence
Tm∶YVO4和Tb,Tm∶YVO4晶体中激活离子之间或激活离子与敏化离子间的交叉弛豫、与无辐射跃迁及激光上能级的辐射跃迁的几率是相近的,对这种双掺离子晶体的激光阈值理论估算式中必须同时考虑离子间交叉弛豫.从激活离子能级跃迁速率方程和激光、抽运光传输方程推导出端面抽运的包含交叉弛豫几率等光学参量的激光阈值的理论估算式.用这些方程讨论了Tm∶YVO4和Tb,Tm∶YVO4的1.5 μm和1.9 μm波长的激光性能,并论述了Tb3+离子的作用.结果表明Tb3+离子的的掺入,增加1.5 μm波段激光的强度,降低阈值能量,但对1.9 μm波长激光有负面作用.
Tm:YVO4晶体 阈值能量 交叉弛豫
1 中国计量学院光电子研究所,杭州 310034
2 浙江大学光学工程系,杭州 310027
计算了Yb,Er:YAG晶体中Yb3+和Er3+离子之间交叉弛豫几率,分析了Yb,Er:YAG晶体中能量上转换过程。通过求解跃迁速率方程,得出了Yb3+和Er3+离子的最佳掺杂浓度。
Er:YAG晶体 交叉弛豫 能量上转换
1 中国计量学院光电子研究所, 杭州 310034
2 浙江大学光科系, 杭州 310027
通过求解(Ce,Er):YAG和Er:YAG的能级跃迁速率方程,讨论了Ce3+对Er3+离子的敏化作用。表明掺Ce3+可增强Er3+离子1.66μm和2.94μm波长的激光强度,但仅改变1.66μm波长激光粒子数反转,即N2(4I132)>N1(4I152)与Er3+离子浓度的关系。
敏化作用 粒子数反转 Er3+离子浓度
计算了YAG晶体中Tm3+离子辐射跃迁几率Aij,无辐射跃迁几率Wij、交叉弛豫几率P、荧光寿命τi和荧光分支比βij等荧光特征参量,并利用这些值及跃迁速率方程讨论了3F4能级荧光强度与掺杂浓度的关系,提出当激发光的泵浦速率从102～106s-1时,Tm3+离子的最佳相对浓度Xop在4.9～6.4％之间。
Tm:YAG晶体 荧光特征 掺杂离子的最佳浓度
1 中国计量学院光电子研究所, 杭州 310034
2 中国科学院上海技术物理研究所红外实验室, 上海 200083
利用居地-奥非脱理论计算了Er3+离子在氟化钇锂(LiYF4简写为YLF)晶体中的辐射跃迁几率AJJ′，无辐射跃迁几率ωJJ′及激发态荧光寿命τJ，并根据荧光动力学方程计算出各激发态布居数NJ与掺杂浓度x的关系。对2.7 μm激光(4I11/2→4I13/2)来说，掺杂浓度要大于～3at.％，才能实现布居数反转，对波长为1.73 μm的4I13/2→4I15/2跃迁，存在荧光强度最大的掺杂浓度xop，在泵浦几率为103～105 s-1范围内，xop为1.8～3.0at.％。文中还计算了Er:YAG晶体的光谱特征参数，在相互比较的基础上论述了Er:YLF作为激光晶体的优越性。
Er:YLF晶体 Er3+离子 光谱特性
1 中国计量学院基础部, 杭州 310034
2 浙江大学物理系, 杭州 310027
研究了加入敏化离子Cr3+和Er3+的Tm:YAG晶体的吸收谱和荧光谱,计算了Cr3+、Er3+、Tm3+离子的2E、4I13/2、3F4能态的平均寿命及能量；转移效率、转移速率.得出Cr3+→Tm3+转移效率为80%,转移速率为2.1×103 s-1.由(Er,Tm):YAG的荧光谱可见存在Er3+→Tm3+的有效的能量转移.讨论了Cr3+→Tm3+和Er3+→Tm3+能量转移的不同.
能量转符合 Cr3+、Er3+、Tm3+离子 YAG晶体
