作者单位
摘要
1 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院,北京 100083
2 中国地质大学(北京)珠宝学院,北京 100083
上转换材料与光催化剂复合可以产生吸收光谱“红移”的效果,对提高光催化剂的降解效率具有重要意义。为了提高CdS对近红外光的利用率,通过高温固相反应法合成了冰晶石结构上转换发光材料K3ScF6∶Tm3+,Yb3+,并采用高能球磨法将其与CdS复合制备出一种新型光催化复合材料K3ScF6∶Tm3+,Yb3+/CdS。采用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、荧光光谱(PL)和紫外-可见漫反射吸收光谱对其成分、结构和性能进行了系统表征。同时,对不同复合比例下制备的复合催化剂对罗丹明B(RhB)的光降解效率和K3ScF6∶Tm3+,Yb3+/CdS光催化复合材料的光催化机理进行了研究。结果表明,K3ScF6∶Tm3+,Yb3+和CdS的最佳复合比为3.6∶1,上转换发光材料K3ScF6∶Tm3+,Yb3+的引入协同促进了CdS的光催化作用,光催化过程中·OH与·O2-均参与了对RhB的降解,并且·OH起主要作用。此外,在最佳复合比下,经过80 min,K3ScF6∶Tm3+,Yb3+/CdS样品降解率达到99.9%,与未复合的CdS相比,降解率提高了近50倍。所有结果表明K3ScF6∶Tm3+,Yb3+/CdS光催化复合材料在光催化领域具有潜在的应用价值。
冰晶石结构 上转换 高能球磨 光催化 cryolite structure up-conversion high-energy ball mill photocatalysis K3ScF6:Tm3+,Yb3+ K3ScF6∶Tm3+,Yb3+ CdS CdS 
人工晶体学报
2023, 52(8): 1467
作者单位
摘要
西安航空学院材料工程学院, 陕西 西安 710077
白光LED是指稀土掺杂的荧光粉被蓝光芯片或紫外芯片激发后获得各种室温发白光的器件。 该种光致发光的实现方式是一种新型全固态照明光源, 具有节能、 环保及绿色照明等优点, 被誉为第四代照明光源。 对于现代设施农业, 480~500nm之间的蓝光有一种调整植物节律的作用, 对植物生长是有益的。 蓝光在绿色植物的光合作用和光形态中起着重要的作用, 绿色植物通过叶绿素、 胡萝卜素、 叶黄素和光敏素来捕获太阳光进行光合作用, 适合植物生长的LED灯可提高光合作用效率, 但传统的光源由于光质问题难以调节光波长, 在这种情况下, 需要将太阳光谱成分中380 nm以下的紫外光转换成蓝光, 可提高作物光能利用率。 所以, 高光效、 高热稳定性蓝色荧光粉已成为全光谱照明、 光生态农业等领域的重要材料。 蓝色荧光材料在近紫外(NUV)芯片激发的白光用发光二极管(W-LED)的制造中起重要作用。 采用高温固相法制备YVO4∶Tm3+蓝色荧光粉, 通过X射线衍射仪、 扫描电子显微镜、 荧光光谱仪等检测手段对样品的物相结构、 表观形貌及发光性能进行表征分析。 结果表明: 通过高温固相法1 100 ℃下煅烧2 h可以制备出YVO4∶Tm3+蓝色荧光粉, 粉体呈2 μm左右的球形, 激发峰位于319 nm紫外区域, 发射峰位于479 nm蓝光区域, 样品色坐标位于(0.104 4, 0.122 4), 是一种有望应用于白光LED的蓝色荧光粉。
蓝色荧光粉 白光LED 光致发光 YVO4∶Tm3+ YVO4∶Tm3+ Blue-emitting Phosphor WLED Photoluminescence 
光谱学与光谱分析
2023, 43(2): 623
作者单位
摘要
中国计量大学 光学与电子科技学院,光电材料与器件研究院,浙江省稀土光电材料与器件重点实验室,浙江 杭州 310018
通过传统的熔融淬火技术以及后续热处理法制备了Tm3+/Yb3+共掺含LaF3纳米晶锗酸盐微晶玻璃。通过DTA和XRD研究其热性质和LaF3纳米晶的可控析出。通过透过光谱和上转换发光光谱研究了玻璃的光学性能。利用荧光强度比(FIR)技术研究了微晶玻璃样品在980 nm激光激发下的上转换发光光谱与温度的依赖关系。研究发现,该微晶玻璃样品在313~573 K温度范围内的最大绝对灵敏度Sa和最大相对灵敏度Sr分别为2.6×10-4 K-1(573 K)和2.3×10-2 K-1(313 K)。结果表明,Tm3+/Yb3+共掺含LaF3纳米晶锗酸盐微晶玻璃在温度传感领域具有潜在的应用前景。
锗酸盐玻璃 微晶玻璃 Tm3+/Yb3+ 温度传感 germanate glass glass ceramics Tm3+/Yb3+ temperature sensing 
发光学报
2023, 44(2): 271
作者单位
摘要
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
3 国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院,浙江 杭州 310024
稀土掺杂石英光纤具有物化性能稳定、机械强度高、易于系统集成等优点,是目前光纤激光器最核心的增益介质,但其稀土掺杂浓度一般较低(<2%)。利用溶胶凝胶法和高温烧结工艺制备了Tm3+掺杂浓度为8.29×1020 cm-3的高硅氧玻璃,并表征了其光谱性能。采用溶胶镀膜和二次熔融拉锥方法制备了芯径约为4 μm、外径为125 μm的石英光纤,其可与商用无源光纤进行熔接。利用全光纤化线性腔结构,以制备的不同长度掺Tm3+石英光纤作为增益介质,均可实现1947 nm激光输出,光信噪比约为70 dB;当光纤长度为4.6 cm时,斜率效率高达14.1%;同时搭建了掺铥光纤放大器,测得光纤小信号净增益系数为0.48 dB/cm。研究结果表明,该新型光纤制备方法可为高浓度掺铥石英光纤提供新途径,有望推动其在2.0 μm单频及高重频锁模光纤激光器中的应用。
激光器 光纤激光器 Tm3+高掺石英光纤 溶胶凝胶法 熔融拉锥 
光学学报
2023, 43(4): 0414001
作者单位
摘要
1 广东工业大学 信息工程学院,广州 510006
2 广东省信息光子技术重点实验室,广州 510006
3 中国计量大学 光学与电子科技学院,杭州 310018
提出一种基于光栅反馈技术的掺铥光纤随机激光器。激光器采用半开腔设计,封闭端采用中心波长为1 940 nm的高反射率光纤光栅为激光器系统提供强反馈,增益介质采用1.5 m长的掺铥光纤,泵浦源采用793 nm半导体激光器,开放端采用光纤随机光栅提供随机分布反馈。该光纤随机光栅由飞秒激光逐点刻写技术制备,在10 cm单模光纤上刻写超过6 000个间距随机分布的折射率畸变点,以增强光纤的后向瑞利散射效应。实验测得中心波长为1 940 nm的随机激光输出,其泵浦阈值为2.33 W,在3.8 W泵浦功率下的输出功率为57 mW,光信噪比达56 dB。输出激光在1 h内的波长偏移量小于0.1 nm,功率变化约0.26 dB,具有良好的稳定性。
光纤激光器 随机激光器 掺铥光纤 光纤光栅 光栅反馈 Fiber laser Random laser Tm3+-doped fiber Fiber Bragg grating Fiber grating feedback 
光子学报
2022, 51(11): 1114001
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Guangdong Provincial Key Laboratory of Fiber Laser Materials and Applied Techniques, Guangdong Engineering Technology Research and Development Center of Special Optical Fiber Materials and Devices, School of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
2 Department of Chemistry, City University of Hong Kong, Kowloon 999077, Hong Kong, China
3 Analytical and Testing Center, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
4 School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
With the rapid growth of optical communications traffic, the demand for broadband optical amplifiers continues to increase. It is necessary to develop a gain medium that covers more optical communication bands. We precipitated PbS quantum dots (QDs) and BaF2:Tm3+ nanocrystals (NCs) in the same glass to form two independent emission centers. The BaF2 NCs in the glass can provide a crystal field environment with low phonon energy for rare earth (RE) ions and prevent the energy transfer between RE ions and PbS QDs. By adjusting the heat treatment schedule, the emission of the two luminescence centers from PbS QDs and Tm3+ ions perfectly splices and covers the ultra-broadband near-infrared emission from 1200 nm to 2000 nm with bandwidth over 430 nm. Therefore, it is expected to be a promising broadband gain medium for fiber amplifiers.
PbS quantum dot Tm3+ nanocrystal-glass composite broadband near-infrared emission 
Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021603
作者单位
摘要
1 中国航发四川燃气涡轮研究院, 四川 成都 610500
2 浙江大学 物理系, 浙江 杭州 310027
采用CO2激光区熔法制备了LuYO3∶Tm3+(0.3%)-Yb3+(5%)荧光材料。在980 nm激光激发下测量了样品在可见光波段的上转换(UC)荧光光谱, 其中1G4→3H6跃迁产生的蓝色上转换荧光发生明显的Stark劈裂。利用荧光强度比(FIR)方法对样品的Stark劈裂能级1G4(a)与1G4(b)和3F2,3与3H4两对热耦合能级的荧光温度传感特性进行研究。结果表明, 两对热耦合能级的测温范围为223~723 K。 1G4(a)与1G4(b)能级在低温下灵敏度较高, 在223 K处有最大绝对灵敏度5.62×10-3 K-1和最大相对灵敏度28.2×10-3 K-1; 3F2,3与3H4能级比较适合高温下的温度传感, 最大绝对灵敏度为1.44×10-3 K-1(723 K), 最大相对灵敏度为4.61×10-3 K-1(516.3 K), 表明所制备荧光材料非常适合用于荧光温度传感。
上转换发光 荧光强度比(FIR) 荧光温度传感 Tm3+/Yb3+∶LuYO3 Tm3+/Yb3+∶LuYO3 upconversion luminescence fluorescence intensity ratio(FIR) optical temperature sensing 
发光学报
2021, 42(12): 1872
毛佳佳 1胡平 2周雪 1王华行 1[ ... ]何京良 1,2,*
作者单位
摘要
1 山东大学 晶体材料国家重点实验室 新一代半导体材料研究院,山东 济南 250100
2 山东大学 激光与红外系统集成技术教育部重点实验室,山东 青岛 266237
3 山东大学深圳研究院,广东 深圳 518057
稀土离子Tm3+/ Ho3+ 掺杂中红外2 μm波段超快激光由于广泛的应用前景成为近十余年来激光领域的研究热点之一。文中首先综述了稀土离子Tm3+/Ho3+掺杂固体/光纤2 μm波段超快激光锁模技术进展,包括主动锁模技术以及饱和吸收、克尔透镜、非线性偏振旋转、非线性光环形镜、非线性多模干涉等被动锁模技术;其次,结合激光增益介质及色散管理技术回顾了Tm3+/ Ho3+掺杂固体和光纤锁模激光脉冲宽度压缩进展;再次,总结了Tm3+/ Ho3+大能量/高功率超快激光技术及进展;最后,对2 μm波段超快激光发展趋势进行了总结和展望。
Tm3+/ Ho3+ 2 μm波段 锁模激光 主动锁模 被动锁模 Tm3+/ Ho3+ 2 μm wave band mode-locked laser active mode-locking passive mode-locking 
红外与激光工程
2021, 50(8): 20210436
作者单位
摘要
1 北京交通大学光波技术研究所 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 河北大学物理科学与技术学院 光信息技术创新中心, 河北 保定 071002
基于主振荡功率放大器结构的高功率掺Tm3+光纤激光器是2 μm波段高功率光纤激光器的主要实现形式, 掺Tm3+光纤放大器(Thulium-doped fiber amplifier,TDFA)热效应管理的研究对于其输出激光功率的不断提升具有重要意义。本文主要对TDFA热效应管理的泵浦方式优化方面进行理论研究, 利用龙格库塔法以及牛顿迭代法求解不同泵浦方式下TDFA的稳态速率方程, 并根据热传导方程, 模拟掺Tm3+光纤(Thulium-doped fiber,TDF)温度沿径向和轴向的分布。结合遗传算法理论, 研究了分段泵浦方式, 经过参数优化, 在功率为5 W 的2 020 nm输入信号光、总功率为1 000 W的793 nm激光泵浦、TDF吸收系数为3.1 dB/m条件下, 将总长度为11 m的TDF分为2.4, 2, 2, 2, 2.6 m的5段进行泵浦, 得到放大信号激光输出功率为284.5 W、斜率效率为28.45%、光纤外包层边界最高温度为86.28 ℃且温度总体分布均匀。与传统前向泵浦、双端泵浦方式下的TDFA相比, 其热效应有明显改善。
Tm3+光纤放大器 热效应管理 分段泵浦 遗传算法 thulium-doped fiber amplifier thermal effect management segmented pump genetic algorithm 
发光学报
2020, 41(7): 839
作者单位
摘要
1 吉林化工学院 材料科学与工程学院, 吉林 吉林 132022
2 长春理工大学 材料科学与工程学院, 吉林 长春 130022
3 北华大学 药学院, 吉林 吉林 132013
以聚乙二醇为络合剂, 采用水热法制备了发光性能优越的Yb3+-Tm3+共掺BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5纳米晶体。改变稀土掺杂量并生产不同掺杂量的BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+。以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征。结果表明, BaGd2(WO4)0.5-(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+纳米晶属四方晶系, 粒径在25~40 nm之间, 使用Hitachi f-4500分光光度计分析样品,发现当Yb3+/Tm3+为4∶1、Yb3+离子浓度为6.0%时, BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+的发光效率最高。当Tm3+离子发生1G4→3H6跃迁时会产生可见光发射, 对应于光谱图中475 nm处的蓝光; 当Tm3+离子发生1G4→3F4跃迁时产生的可见光发射, 对应于光谱图中650 nm处的红光。光谱图像及泵浦功率的双对数曲线表明, 其中蓝光发射是三光子发射过程, 红光发射是双光子发射过程。样品的量子产率接近0.9%。Yb3+-Tm3+共掺BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5纳米晶体的发光性能优异, 具有很高的应用价值。
水热法 上转换 纳米晶体 hydrothermal up-conversion nano-crystal BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+ BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+ 
发光学报
2020, 41(1): 16

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