基于BaLuF5∶Yb3+,E3+纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

为提高聚合物光波导放大器的增益性能,利用高温法合成了BaLuF5∶Yb3+,Er3+纳米晶,并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征.测试结果表明,纳米晶平均粒径为13 nm,并在1 530 nm处具有较强的发射,荧光半高宽为50 nm.将合成的纳米晶掺杂入SU-8聚合物作为光波导放大器的芯层材料,使用光刻显影等工艺,在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器.当980 nm波长泵浦光功率为280 mW、信号光波长为1 530 nm且功率为0.1 mW时,在长度为1.1 cm的光波导放大器中,获得了3.95 dB的相对增益.     

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。     

Er3+/Yb3+共掺铅铌磷酸盐玻璃光纤放大器特性

以P2O5、Nb2O5、Na2O、Ga2O3和PbCl2为基质制备Er3 /Yb3 共掺磷酸盐(EYPNGP)玻璃.应用McCumber原理研究的结果显示,EYPNGP玻璃在1530 nm处的峰值受激发射截面和有效带宽分别为6.20×10-21cm2和56.6 nm,大于常规的掺铒磷酸盐玻璃.数值模拟计算结果表明,对于EYPNGP光纤放大器而言,利用较短的激活长度就可获得足够的信号光放大.     

SDS包裹的YF3∶Yb3+/Er3+纳米晶的制备及荧光性质研究

在乙醇和乙二醇的混合溶剂中,用溶剂热法,150℃条件下,反应24h制备了YF3∶Yb3+/Er3+纳米晶(JCPDS号为74-0911),并一步制备出YF3∶Yb3+/Er3+@SDS纳米粒子.激发光源的波长980nm,YF3∶Yb3+/Er3+@SDS纳米晶有强的上转换发光,发射峰的位置为550nm,666nm 和833nm,分别对应Er3+离子的4S3/2→4I15/2,4F9/2→4I15/2和4S3/2-→4I13/2跃迁.     

掺铒聚合物光波导放大器的制备与测试

研究掺铒有机聚合物材料Er(DBM)3Phen/PMMA-GMA的光学性质, 并测试了该聚合物的吸收光谱和折射率等参数, 通过光刻结合反应离子刻蚀技术, 利用该材料制备了掺铒聚合物光波导放大器. 采用光纤与波导放大器的直接端面耦合方法测试了光波导放大器的特性, 结果表明, 当输入信号功率为0.2 mW, 抽运功率为150 mW时, 在1.24 cm长的器件上获得了0.9 dB的相对增益.      

高发光强度上转换材料Y_2O_3∶Er,Yb纳米晶的制备

将反相乳液合成方法与水热处理方法相结合,获得Y2O3∶Er,Yb纳米晶的前驱体,经过一定温度灼烧,获得了高发光强度的上转换Y2O3∶Er,Yb纳米晶,经水热处理的纳米晶样品具有更好的晶体结构,有利于激发电子在Er离子4F9/2能级上的分布,进而导致红色发射强度极大地提高.     

高发光强度上转换材料Y2O3 ∶Er,Yb纳米晶的制备

将反相乳液合成方法与水热处理方法相结合, 获得Y₂O₃ ∶Er,Yb纳米晶的前驱体, 经过一定温度灼烧, 获得了高发光强度的上转换Y₂O₃ ∶Er,Yb 纳米晶,经水热处理的纳米晶样品具有更好的晶体结构, 有利于激发电子在Er离子^{4F_9/2能级上的分布，进而导致红色发射强度极大地提高.}     

掺Er3+Al2O3平面光波导放大器理论计算

利用速率方程模型,通过求稳态解,比较了1480、980、820nm3种波长泵浦时的掺Er^3 Al2O3平面光波导放大器的增益与泵浦功率和掺铒浓度的关系。在确定的泵浦功率下,存在最佳掺铒浓度,可得到最大增益,并且泵浦功率增大,最佳掺铒浓度也增大。同时分析了激发态吸收和合作上转换对增益的影响;高功率泵浦时,激发态吸收对增益的影响明显,高浓度Er^3 时,合作上转换对增益的影响显著,并提高了放大器阈值泵浦功率。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE的动态特性

基于速率方程的离散算法,对连续和脉冲泵浦下的双包层Er3 /Yb3 共掺光纤放大器ASE动态特性进行了研究,对ASE随时间呈现不同变化的原因进行了分析。结果表明:连续光泵浦下,双包层Er3 /Yb3 共掺光纤放大器ASE达到稳态的时间和输出功率的大小依赖于泵浦功率,ASE输出功率的增加与Er3 上能级粒子数的减少相对应;脉冲光泵浦下,光纤长度对正向ASE输出功率的饱和存在显著的影响,但不影响反向ASE输出功率的饱和。     

退火对Er3+和Yb3+共掺氟氧化物微晶玻璃样品上转换发光的影响

测量了Er3+和Yb3+掺杂氟氧化物微晶玻璃退火前后两种样品的吸收光谱、激发光谱、上转换发光光谱及其强度随泵浦光强的变化,并对比讨论了其上转换发光特性.     

银离子掺杂Gd2O3:Sm3+纳米晶的发光增强研究

采用燃烧法制备了Gd2O3:Sm3 和Ag 离子掺杂的Gd2O3:Sm3 纳米晶材料,根据X射线衍射图谱确定所得纳米样品为纯立方相.在室温下,用275 nm光激发各样品时,可观察到来自Sm3 离子强的荧光发射线,其主发射峰位置分别位于560、602、650 nm处,分别对应着Sm3 离子的4G5/2→6H5/2, 4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2的电子跃迁,其中以4G5/2→6H7/2跃迁的光谱强度最大.实验表明掺入Ag 离子可使Sm3 离子的荧光发射强度显著增强.通过对样品的XRD、TEM和激发光谱、发射光谱的研究,分析了引起样品荧光强度变化的原因.     

应用于光学温度传感器的Er3+/Yb3+共掺的YAG晶体的光热性能研究

论文测量了在975nm激光二极管激发下,Er~(3+)/Yb~(3+)共掺YAG晶体的上转换荧光光谱.实验结果表明:该晶体在波长为523、546和558nm激发下出现强的上转换绿光,它们分别来自于Er~(3+)离子跃迁:~2H_(11/2)→~4I_(15/2),~4S_(3/2)(1)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)(2)→~4I_(15/2).随着样品温度的增加,上转换绿光的强度比发生变化.基于荧光强度比~2 H_(11/2)/~4S_(3/2)(1)和~2H_(11/2)/~4S_(3/2)(2),荧光温度传感器的灵敏度最大值为～0.0023K~(-1)和～0.0017K~(-1).研究成果对荧光温度传感器的发展有很大程度上的帮助.     

Y2O3:Er3+:Yb3+纳米材料的制备及其上转换发光特性

以水热法合成了Yb3+,Er3+共掺杂的Y2O3纳米材料,并通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜及荧光分光光度计对样品的物相结构、微观形貌及粒度、光谱性质等进行分析表征.结果表明,样品结构属于纯立方晶系,样品形貌为棒状,其直径约100 nm,长度达到微米级,并且无明显团聚,分散性较好.样品在980 nm LD激发下,发蓝(408 nm)、绿(520~570 nm)和红色光(650~670 nm),与之对应的辐射跃迁分别属于2H9/2→4I15/22、H11/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2.     

β-NaYF4：Yb，Er上转换发光纳米晶的制备及表面性能

利用热分解法制备出β-NaYF4：20mol％Yb,2mol％Er上转换发光纳米晶,并采用两种方法对产物进行后处理。分别用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱（FL）、傅立叶红外光谱仪（FT—IR）对产物的结构、形貌、发光性质及表面性能进行了表征。结果表明,制备的NaYF4：20mol％Yb,2mol％Er纳米晶为六方相,粒径分布均匀为25nm左右,在980nm红外光激发下,呈现强的上转换发光。两种后处理方法对纳米晶的上转换发光强度及表面性能均产生了影响,但其形貌及晶相无变化。     

一种Er3+/Yb3+共掺锗碲铋钾玻璃的光谱性质

用熔融法制备了Er3 /Yb3 共掺TeO2-GeO2-B i2O3-K2O玻璃样品,对玻璃进行了差热分析并测试了玻璃的吸收光谱和上转换光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3 /Yb3 共掺锗碲铋钾玻璃的3个强度参数,及Er3 各能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数.通过977 nm的激光二极管抽运,在室温下同时观察到绿色(522和546 nm)和红色(658 nm)的荧光发射,分别是由于Er3 自2H11/2→4I15/24、S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁而产生.强烈的绿光和红光发射均来源于双光子吸收过程.     

脉冲泵浦下Er3+,Yb3+的动态响应研究

针对光纤通信中泵浦源故障引起的时续时断问题,采用矩形脉冲进行处理。基于速率方程,分析了不同脉宽泵浦下,Er~(3 )/Yb~(3 )共掺晶系中Er~(3 )、Yb~(3 )上能级粒子数的变化。结果表明:不同的脉宽对上能级Er~(3 ),Yb~(3 )的影响具有不同的特点。在决定Yb~(3 )到Er~(3 )的能量转换的动态特性和效果方面,Yb~(3 )吸收的饱和与非均匀加宽的Yb~(3 )吸收谱线所引起的烧孔效应是影响Er~(3 )上能级粒子数动态的最主要因素。     

Er~(3+):NaYF_4纳米晶玻璃陶瓷的频率上转换动力学分析

通过测量Er3+:NaYF4纳米晶玻璃陶瓷的吸收光谱和上转换荧光光谱,结合Judd-Ofelt理论,计算Er3+各个能级间的辐射跃迁几率和无辐射跃迁几率.建立并求解Er3+的上转换速率方程,采用拟合归一化的荧光衰变实验曲线的方法,得到Er3+:NaYF4纳米晶玻璃陶瓷的频率上转换系数C22=1.8025×10-16cm3·s-1,C33=8.1930×10-16cm3·s-1.利用Judd-Ofelt理论和速率方程计算得到样品的上转换效率ηuc为5.687%.结果表明,该材料具有较大的上转换系数和较高的上转换效率,是一种较优异的上转换材料.     

热处理对纳米晶ZrO2:Sm3+晶体结构和发光性质的影响

用共沉淀法在不同的热处理温度下制备了纳米ZrO2：Sm^3＋发光粉体,所制备的粉体具有Sm^3＋离子特征强室温荧光发射。通过对不同热处理温度下样品晶体结构和发光研究发现：以此工艺制备的纳米晶ZrO2：Sm^3＋含有单斜相和四方相两种微观结构,四方相的含量与热处理的温度和时间有关,Sm^3＋离子的掺入有稳定ZrO2四方晶相的作用;因不同热处理温度下样品晶体结构不同,因此它们的发光中心不同。