新型掺杂过渡金属离子可调谐激光晶体研究的现状与展望

固体可调谐激光器在科学研究、医学、测量学、测试技术、超快脉冲激光器以及通讯等领域有着广泛的应用。其核心部件为可调谐激光晶体,晶体的物理性质和光学性质直接决定了激光器的性能。常见可调谐激光晶体的掺杂离子分为两类,稀土离子和过渡金属离子。综述性报道了以过渡金属离子掺杂介质的新型可调谐激光晶体的光谱特性、激光特性及其近期应用进展。     

新型掺杂稀土离子的可调谐激光晶体特性及应用

固体可调谐激光器在科学研究、医学、测量学、测试技术、超快脉冲激光器以及通讯等领域有着广泛的应用。其核心部件为可调谐激光晶体,晶体的物理性质和光学性质直接决定了激光器的性能。本文报道了以稀土离子为掺杂介质的新型可调谐激光晶体的光谱特性、激光特性及研究进展。     

Yb~(3+),Er~(3+)共掺MWO_4(M=Cd,Ba)纳米晶体的制备及发光性能

以CTAB为表面活性剂,采用水热法合成了Yb,Er共掺MWO4(M=Cd,Ba)纳米晶体.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和荧光分光光度计等手段对产物的组成、形貌和荧光性质进行了系统表征.结果表明:Yb3+,Er3+掺杂钨酸盐的发光条件随着M种类的不同而有较大的差异,水热合成的CdWO4:Yb3+,Er3+纳米晶体在980 nm激光照射下用肉眼可观察到明显的绿色上转换发光,而BaWO4:Yb3+,Er3+晶体高温煅烧到900℃才能观察到明亮的绿色发光.研究了温度对上转换发光强度的影响,讨论了两种晶体的上转换发光性质.     

BGO闪烁晶体的辐照损伤及恢复研究进展

介绍了BGO(Bi4Ge3O12)闪烁晶体的发光原理,简述了国内外某些针对BGO闪烁晶体的辐照实验.分析了晶体受到辐照前后透射率、相对光输出及吸收系数的变化.分析表明:BGO闪烁晶体辐照损伤的主要因素是形成俘获色心,通过退火及光子照射可以使闪烁晶体的性能得到一定的恢复.简要介绍了提高BGO闪烁晶体耐辐照性能的方法,并指出通过掺杂及改变晶体生长方法是提高晶体耐辐照性能最重要的方法.     

Tm~(3+)离子掺杂上转换发光材料的研究进展

稀土离子掺杂的上转换发光材料由于其在短波长激光器方面的潜在应用而受到了广泛关注.本文总结了稀土离子常见的几种上转换发光机制,分析了Tm3+离子在不同泵浦方式下的上转换发光及上转换发光效率对激光脉冲持续时间、敏化剂和基质成份的依赖关系,综述了Tm3+离子掺杂的上转换发光材料的研究现状,并对Tm3+离子上转换发光的研究及应用进行了展望.     

Er～（3＋）、Yb～（3＋）掺杂NaYF4微米晶体的设计合成及光学性能研究

采用水热合成法制备了Er3＋、Yb3＋掺杂的NaYF4微米晶体.当反应温度为180°C时,得到了纯的六方相微米晶体.样品的颗粒分布均匀,形貌为边长约300nm的六方棱柱.在980nm激光的激发下,得到了很强的红色上转换发光.     

浅析掺杂硅酸钆晶体的研究现状

作为一种具有优异性能的光学基质材料,硅酸钆晶体已被广泛应用于各研究领域。掺入不同的杂质后,硅酸钆晶体会表现出不同的性质,因此它可以分别作为闪烁晶体和激光晶体的基质材料。本文介绍了掺杂硅酸钆晶体的研究现状,为掺杂硅酸钆晶体的进一步研究提供参考。     

Yb~(3+)-Er~(3+)共掺杂的NaYF_4微/纳晶体的制备与上转换荧光

利用水热法制备了Yb3+-Er3+共掺杂的Na YF4微纳/米晶体.氟离子与稀土离子的浓度比对微晶的相及形貌有明显的影响.低浓度比有利于形成立方相的Na YF4,样品呈球形及八面体形;高浓度比有利于形成六角相的Na YF4,样品呈六角碟状或棒状的外形.在980 nm的红外激光激发下,样品辐射红色及绿色上转换荧光,荧光的强度依赖于晶体的相结构及形貌.另外,对晶体的生长机理及上转换发光性质也进行了讨论.     

Al3+掺杂NaGdF4:Er3+/Yb3+纳米晶上转换发光性能的研究

稀土离子掺杂的上转换纳米材料具有优异的光学性能,在光电等领域具有广阔的应用前景。本文采用溶剂热法,以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂合成了的粗细均匀的六棱柱形的六方相Al3+掺杂NaGdF4:Er3+/Yb3+纳米棒。X射线研究表明适量的Al3+掺杂对NaGdF4的晶相没有产生影响,但使主衍射峰的位置发生偏移。在980nm激光激发下,与未掺杂的纳米晶相比,在Al3+的掺杂浓度为15%时,红绿光发光最大强度分别增强了5.7倍和5倍,且4F9 /2能级的荧光寿命被延长。Al3+掺杂对上转换发光的改善是因Er3+附近局部对称性的降低和粒子表面吸附基团的减少所致。     

C102和Rh6G在SiO2中的荧光光谱

为了提高染料激光器激光介质的波长范围和发光稳定性，在SiO2凝胶基质中掺杂混合染料：香豆素102和若丹明6G掺杂后的荧光光谱可调谐波长展宽．而且两种染料之间能量传递效率提高．     

ZnWO4纳米微粒高效催化合成5-苯基-1H-四氮唑

通过简单的溶剂热法成功合成ZnWO4纳米微粒催化剂,将其用于催化环加成制备5-苯基-1H-四氮唑的反应.实验结果表明,0.2mmol的ZnWO4纳米微粒110℃催化反应10h,合成产物的产率达到81%;而非晶态、纳米棒ZnWO4作为催化剂的产率分别为43%和65%.显然,ZnWO4纳米微粒表现出了优越的催化性能.这可能归因于ZnWO4纳米微粒的小尺寸和高分散性,导致其具有比较大的比表面积.另外,纳米微粒ZnWO4的表面酸性在催化过程中也起着重要的作用.     

铂修饰C-TiO2复合催化剂光催化染料废水

通过溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛，在制备过程中分别掺杂一定量的Pt^4 离子和碳黑,以高压汞灯做光源，用制得的TiO2薄膜对染料作光催化降解实验，结果表明：Pt^4 修饰C-TiO2复合催化剂光催化性能明显提高。并探讨了制备条件和反应条件对光催化的影响。     

3D花状钨酸锌的制备及其对铜离子的吸附性能

使用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)-尿素(Urea)辅助水热法成功合成了3D花状钨酸锌(ZnWO4),采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其结构和形貌进行表征.研究发现:SDS-Urea的协同作用促使ZnWO4由零维、一维向三维结构转变,对诱导3D花状ZnWO4的形成起到重要作用.以3D花状ZnWO4为吸附剂,铜离子溶液为模拟废水,测定其在水体中的吸附行为,结果显示3D花状ZnWO4对Cu2+吸附性能优于商品活性炭,最大吸附容量达293.1mg·g-1.优良的吸附性能归因于合成产物较大的比表面积、丰富的孔隙结构和表面负电性.     

钕离子掺杂锰酸锂纳米颗粒的自蔓延燃烧制备与性能研究

采用自蔓延燃烧法制备钕离子掺杂锰酸锂(LiMn_1.99Nd_0.01O₄)纳米颗粒,通过XRD、SEM、CV等表征分析了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:钕离子掺杂不影响晶体结构,但可减小LiMn₂O₄颗粒粒径,进而提高其电化学性能.在0.2C倍率下的放电比容量高达125.6 mAh·g^－1.在1C倍率下的首次放电容量为118.4 mAh·g^－1,循环100次后的放电比容量为110.4 mAh·g^－1,容量保持率为93.2%.     

掺杂Ca2+对YVO4晶体拉曼性能的影响

采用提拉法(Czochralsk i)生长了不同Ca2+掺杂浓度的CaxY1-xVO4晶体,计算了晶体中Ca2+的分凝系数.结果表明,随着Ca2+掺杂浓度的增加,分凝系数变小;对CaxY1-xVO4晶体进行了XRD分析,计算了其晶胞参数.测试了常温下晶体的拉曼光谱,对其谱线进行了归属,计算了晶体的受激拉曼散射参数,研究发现Ca2+的掺入有利于提高晶体的拉曼性能.     

Fe3 掺杂对纳米TiO2薄膜光催化降解苯酚活性的影响

通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜,在制备过程中分别掺杂一定量的Fe3 .以高压汞灯做光源,用制得的纳米TiO2薄膜对苯酚作光催化降解实验,结果表明:掺杂Fe3 的纳米TiO2催化剂光催化性能明显提高.并探讨了Fe3 掺杂浓度和pH值对光催化的影响.     

Cu0.5Zr2(PO4)3:Cu2+中心g因子研究

由于Cu0．5Zr2(PO4)3晶体具有良好的离子传导能力、催化特性、较低的热膨胀性，对它的研究引起了广泛的关注．本文引入平均共价因子N，并结合晶体结构数据给出了3d^9离子在晶场D4h下的g因子公式，利用该公式并结合Cu0．5Zr2(PO4)3晶体的具体结构数据对Cu0．5Zr2(PO4)3晶体中CU^2 中心的EPRg因子进行了理论分析计算，所得到的结果与实验值基本吻合．     

In掺杂对Er:LiNbO3晶体上转换荧光性能的影响

采用Czochralski方法生长了同成分Er(1%):LiNbO3和In(2%):Er(1%):LiNbO3晶体(摩尔分数)。采用红外透射光谱来研究晶体样品的缺陷结构,研究发现,随着In3+离子的掺入,Er:LiNbO3晶体的OH吸收峰发生紫移,由3481cm-1移至3 508 cm-1。以飞秒激光为激发光源测试了晶体样品的上转换荧光光谱,发现In:Er:LiNbO3晶体中Er3+离子的发光强度有明显提高。结合紫外-可见吸收光谱和上转换光谱,分析了In:Er:LiNbO3晶体中In3+的掺入使Er:LiNbO3上转换发光强度增强的原因,这些结果表明In:Er:LiNbO3晶体用作激光器的增益介质有助于进一步改善激光器性能。