3+共掺硼硅酸盐玻璃光致发光温度特性和能级劈裂-物理与电子技术.PDF

Vo l. 30 高 等 学 校 化 学 学 报 No. 6 2009 年 6 月 　　　　　CHEM ICAL JOURNAL OF CH IN ESE UN IV ER SITIES　　　　　 　 1189 ～1193 　 3 + 3 + 3 + Er Y∶b ∶Tm 共掺硼硅酸盐玻璃光致 发光温度特性和能级劈裂 张 　丽 , 李成仁 , 明成国 , 王宝成 , 徐 　伟 (辽宁师范大学物理与电子技术学院 , 大连 116029) 3 + 3 + 3 + 摘要 　高温固相烧结法制备了 Er ∶Yb ∶Tm 共掺硼硅酸盐玻璃. 在 978 nm 半导体激光器抽运下 , 测量了 样品在 300 ～573 K下光致发光谱强度随温度的变化 , 讨论了室温时上转换绿光和红光等波段的光谱劈裂. 3 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3 + 分析了 Er , Yb 和 Tm 之间的能量传递机制. 研究结果表明 , 当温度升高时 , Er ∶Yb ∶Tm 共掺硼硅 酸盐玻璃的 481 nm 蓝光 、517和 534 nm 绿光 、以及 657 nm 红光等光致发光强度单调下降 , 在 490 K时几乎 消失. 但 900 nm 左右的近红外光谱则随温度的升高而持续增强 , 而且其中心波长向短波方向移动. 在室温 时 , 光谱劈裂明显 , 高温时劈裂逐渐消失. 3 + 3 + 3 + 关键词 　Er ∶Yb ∶Tm 共掺硼硅酸盐玻璃 ; 上转换光致发光 ; 温度特性 ; 光谱劈裂 中图分类号 　O644; O6573 　　　　文献标识码 　A 　　　　文章编号 (2009) 稀土元素在激光器和光放大器等领域具有广泛的应用 [ 1～3 ] , 特别是近年来上转换机制的深入研 究[ 4 , 5 ] , 使具有丰富能级结构的三价稀土离子在短波长激光器 、三维显示 、高密度数据存储和白光照明 等研究中发挥了重要的作用 [ 6～9 ] . 稀土掺杂材料制作的光学温度传感器利用稀土离子 2 个相近能级对 ( ) [ 10, 11 ] 的荧光强度比 F IR , F luore scence in ten sity ratio 可以实现高温 、高灵敏的温度测量 . 但抽运能量不 能全部转换为有效的光致发光能输出 , 会产生无辐射跃迁而转换为热能 , 导致样品温度升高 , 对样品 光致发光强度有一定的影响[ 12 , 13 ] . 3 + 3 + 3 + 本文采用固相烧结法制备了 Er ∶Yb ∶Tm 共掺硼硅酸盐玻璃系列样品. 在 978 nm 半导体激光