长余辉材料在安全指示、防伪和生物成像等领域具有广泛应用前景, 但其缺陷调控及余辉机理尚不清晰。自激活长余辉材料以其物质组成及晶体结构简单, 便于研究余辉机理而受到关注。本研究以自激活长余辉材料锗酸锌为基质, 采用高温固相反应合成得到了一系列钙掺杂的长余辉材料Zn2-xCaxGeO4(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)。实验表明, 在锗酸锌中掺杂钙元素后, 使用376 nm紫外光激发时,观察到锗酸锌基质样品的黄色发光峰; 同时在267 nm激发下, Zn1.5Ca0.5GeO4荧光强度增强了6.2倍。从余辉光谱和余辉衰减曲线上看, Zn1.5Ca0.5GeO4初始余辉强度增强了25.1倍; 并且在所考察的300 s余辉时间里, 与锗酸锌相比, Zn1.5Ca0.5GeO4保持了近5倍的余辉强度。进一步热释曲线表征显示, 材料主要陷阱的深度在0.7 eV左右; 加入合适浓度的Ca2+后, 其热释峰显著变强, 表明钙掺杂后陷阱密度显著增加。最后利用不同发射波长的余辉衰减差别, 实现了“花朵”颜色的动态变化, 表明所得材料在动态防伪领域具有一定应用前景。
自激活长余辉材料 Zn2-xCaxGeO4 多色余辉 陷阱分布 动态防伪 self-activating long afterglow material Zn2-xCaxGeO4 multi-color afterglow trap distribution dynamic anti-counterfeiting
硅酸盐建筑材料国家重点实验室 武汉理工大学, 湖北 武汉430070
采用固相反应法合成了Eu3+离子激活的Ca1.9Eu0.1NaMg2-xZnx(VO4)3(0≤x≤1), 并研究了其发光和热猝灭性能。经粉末X射线衍射确认, 反应产物由目标相和微量杂质相EuVO4构成。在355 nm激发下, 样品中均能同时观察到来自［VO4］3-基团和Eu3+离子的特征发光。研究结果表明: 随着x值的增加, 上述两种发光的强度均先增加后降低; 而它们的最强激发峰位置由347 nm逐渐地红移至356 nm, Stokes位移也逐渐地减小。这种现象应归因于Zn3d轨道和O2p轨道间很强的轨道杂化效应, 这种效应随着x值的增加而逐渐增强。此外, Eu3+离子荧光发射强度最大值对应的x值与自激活荧光的不同。当x=1.0时, 两者的相对强度差别最大。经荧光热猝灭测试确认, 上述现象是由样品中的自激活荧光表现出比Eu3+离子荧光更严重的荧光热猝灭造成的。因而, 在紫外光激发下, 样品发出荧光的颜色具有温度敏感性。
荧光粉 碱土钒酸盐 自激活荧光 Eu3+离子 荧光热猝灭 phosphor alkaline earth vanadate self-activated emission Eu3+ ion photoluminescence thermal quenching
1 安徽工业大学 材料科学与工程学院, 安徽 马鞍山 243002
2 安徽工业大学 数理科学与工程学院, 安徽 马鞍山 243032
采用溶胶-凝胶法制备了Na2Y1-xMg2 (VO4)3∶xEu3+ (x=0.15~0.75)系列自激活荧光粉。用XRD、SEM、光致发光光谱和荧光衰减曲线分别对其结构、形貌和发光性能进行表征。XRD结果显示样品为纯石榴石结构, 其中Eu3+取代Y3+; SEM照片显示样品为粒径大小在0.3~1 μm范围内不规则的光滑球状颗粒; 光谱分析表明, Na2YMg2 (VO4)3作为自激活发光基质可以被200~400 nm紫外光有效激发, 发出源于VO3-4电荷迁移跃迁的波长范围为400~700 nm的宽谱带绿光。掺杂Eu3+后, 在340 nm紫外光激发下同时出现了VO3-4的电荷迁移带和Eu3+的特征光谱。不同浓度Eu3+掺杂的光谱和荧光衰减曲线表明, 存在VO3-4和Eu3+之间的能量传递。
自激活 能量传递 荧光寿命 self-activated Na2YMg2 (VO4)3∶Eu3+ Na2YMg2(VO4)3∶Eu3+ energy transfer fluorescence lifetime
中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
采用提拉法生长了尺寸为30 mm×60 mm的自激活NdTaO4(NTO)晶体，用Rietveld全谱拟合方法对晶体的结构进行研究，结果表明，该晶体为单斜晶系，空间群为I2/a，给出了晶体的晶格常数和密度。对晶体的室温吸收和发射光谱研究表明，其在808.5 nm和885 nm有很强的宽带吸收，在1063.5 nm波段呈现明显的宽带荧光发射，有利于发展激光二极管(LD)抽运的可调谐或超短激光。该晶体有望发展成为一种高增益的自激活微片激光增益介质。
材料 NdTaO4晶体 自激活 晶体生长 晶体结构 光谱性能 光学学报
2013, 33(11): 1116002
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Functional Crystal and Lasertechnology, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2 Laboratory of Optical Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
3 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
The capabilities of a compact and highly efficient NdAl3(BO3)4 (NAB) thin-disk laser are demonstrated. Under a pump power of 8.2 W, the NAB disk laser delivers an average output power of 4.6 W at 1 063 nm, with a slope efficiency of 64%. The difficulty and complexity of the thin-disk laser design are minimized by the high absorbance of the NAB crystal. To reduce the thermal effect, low repetition frequency pulsed 885 nm direct pumping is considered an efficient way to realize a compact and highly efficient NAB thin-disk laser.
自激活晶体 碟片激光器 直接泵浦 140.3380 Laser materials 140.3530 Lasers, neodymium 140.5560 Pumping Chinese Optics Letters
2011, 9(11): 111402
1 中国科学院上海光学精密机械研究所激光技术开放实验室, 上海 201800
2 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
本文分析了NAB[NdAl3(BO3)4]自激活激光晶体脉冲被动锁模的优越性。研究了对撞增强自起动自泵浦近简并四波混频相位共轭腔的形成条件及其在锁模过程中的作用。首次演示了NAB对撞增增强快速压缩脉冲锁模过程。获得了平均7ps的超短脉冲的实验结果。
NAB自激活激光晶体 自泵浦相位共轭腔 对撞增强锁模
