tm3+離子摻雜的鎢酸釔鈉晶體中濃度猝滅效應(yīng)的研究

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1、第,’卷第$期&##$年$月物理學(xué)報_R>/,’，1R/$，89>E，&##$%###;"&K#[&##$[,（’#$）[5%6$;#$M(N?2]^M]^1^M!&##$MZD7/NZEQ/]RU/################################################################$!"離子摻雜的鎢酸釔鈉晶體中濃度猝滅效應(yīng)的研究!!韓琳宋峰鄒昌光蘇靜閆立華田建國張光寅（南開大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院光子學(xué)中心，天津"###$%）（&##’年%%月&#日收到；&##’年%&月%#日收到修改稿）測量了()"*離子不同濃度（#+,-./0，"-

2、./0，,-./0）摻雜的1-2（34）晶體在6##7)激光二極管激發(fā)下的5&上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜/結(jié)合吸收譜、熒光譜和由89::;4<=>.理論計算的光譜參數(shù)，詳細(xì)分析了()"*：1-2（34）晶體中上5&轉(zhuǎn)換能量傳遞機理和離子濃度對上轉(zhuǎn)換發(fā)射的影響/討論了四種影響上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率的離子間相互作用機理："?,%"%，""""，%"""，%"""，并根據(jù)CDE-F-G-;A=H.=I理論定量*@5"?’*A&?,*?,"?’*B"@5*?’"B5*B"@5*?’"B"*B5計算了各過程的發(fā)生概率/論證了交叉弛豫和共協(xié)上轉(zhuǎn)換等濃度猝滅效應(yīng)是影響()"*離子藍色上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)射效率的主要因素/"

3、*關(guān)鍵詞：()離子，1-2（34）晶體，上轉(zhuǎn)換，濃度猝滅5&%&’’：$6,,，5&,,J［K—%&］質(zhì)近年來被廣泛研究，為了提高吸收效率和激%+引言光發(fā)射效率，人們希望提高激活離子的濃度，但是高的摻雜濃度又會引起更加復(fù)雜的現(xiàn)象/我們通過對隨著藍;紫波段全固態(tài)激光器在軍事、通信、信不同摻雜濃度樣品的吸收譜、熒光譜、以及6##7)息（高密度光存儲）、醫(yī)療等領(lǐng)域越來越廣泛的應(yīng)用，激光二極管（VA）抽運下上轉(zhuǎn)換光譜的實驗測量，結(jié)"*人們對()離子藍色上轉(zhuǎn)換熒光的研究也日益深合89::;4<=>.（8;4）理論和CDE-F-G-;A=H.=I（C;A）理入，其%能級的藍色上轉(zhuǎn)換激光在多種固

4、態(tài)基質(zhì)"*@5論，詳細(xì)分析了()：1-2（345）&晶體中的能量傳［%—,］"*中都已實現(xiàn)/然而，()離子能級結(jié)構(gòu)對稱性較遞機理和離子濃度對上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響/重點討論強，濃度猝滅效應(yīng)明顯，很難實現(xiàn)高效藍光輸出，這了四種影響上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率的離子間相互作用機成為()"*離子上轉(zhuǎn)換研究的一個障礙/因此對影響"%"%""""%理：?,*@5"?’*A&，?,*?,"?’*B"，@5()"*離子藍色上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率的濃度猝滅現(xiàn)象的"""，%"""*?’"B5*B"@5*?’"B"*B5/分析表明交［’，$］研究成為人們關(guān)注的熱點之一/叉弛豫和共協(xié)上轉(zhuǎn)換等濃度猝滅效應(yīng)是影響()"*本文所采用的摻

5、雜基質(zhì)為1-2（34）（123）5&離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率的主要因素/晶體/它不僅具有良好的機械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、熱導(dǎo)率高、拉曼活性好、吸收峰寬和容易生長等特&+實驗［6，K］性，而且由于鎢酸根的作用，能使晶體共價性提［%#］高，從而增大對稀土離子的溶解度，這一點有利實驗所用樣品分子式為1-2（%W!）()（!345）（&!"*于制備()離子摻雜濃度較高的樣品/X#+#,，#+#"，#+##,），是采用MYRUZI->QFD提升法生"*()離子摻雜的鎢酸鹽晶體的發(fā)光及激光性長而成/表%列出了樣品的一些具體的物理參數(shù)/!教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃”（批準(zhǔn)號：,’#;K#"%#&，,

6、’#;K#"%#"），教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金（批準(zhǔn)號：L&-&#&"%’#）、教育部優(yōu)秀青年教師資助計劃（批準(zhǔn)號：M#%%$$），天津市自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)號：#,2B@N@O#,%##）以及長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃資助的課題/!通訊聯(lián)系人/P;)-D>：

7、//（2(34）55064樣品的吸收譜是采用日立9:;$82型分光光度計測量的，測量范圍為$//—5///<#=采用>!!!?@型熒光光譜儀對樣品進行了熒光譜和1//<#AB抽運下的上轉(zhuǎn)換光譜測量=圖!給出了測量上轉(zhuǎn)換光譜的裝置=通過耦合光路將AB發(fā)出的1//<#光束聚焦至樣品拋光面上，光斑直徑大約!##，為了避免自吸收效應(yīng)，光斑位置選在距接收側(cè)邊緣!##處，然后由>!!!?@型熒光光度計從7/C探測接收熒光信號=以上測量均在室溫下進行=圖!上轉(zhuǎn)換光譜測量設(shè)備圖表5D