Tm3+-Yb3+-Er3+離子摻雜LiTaO3多晶的上置換白光性能研究.pdf

1、本文采用高溫固相法合成Yb3+、Er3+、Tm3+離子三摻的LiTaO3多晶粉。測(cè)試了單摻Er3+離子、雙摻Y(jié)b3+、Er3+離子及Yb3+、Tm3+離子和三摻Y(jié)b3+、Er3+、Tm3+離子的LiTaO3多晶粉的紫外可見吸收光譜,上轉(zhuǎn)換穩(wěn)態(tài)發(fā)射譜,上轉(zhuǎn)換功率曲線及X-射線粉末衍射。
　　 多晶粉的X-射線粉末衍射譜測(cè)試結(jié)果表明摻雜離子后的多晶粉并沒有新的峰產(chǎn)生,只是對(duì)原峰值的修改(增強(qiáng)或減弱),離子以取代的方式存在于晶格結(jié)構(gòu)中

2、,而不是存在于晶格間隙,并沒有破壞晶體結(jié)構(gòu)。
　　 對(duì)單摻Er3+離子、雙摻Y(jié)b3+、Er3+離子及Yb3+、Tm3+離子和三摻Y(jié)b3+、Er3+、Tm3+離子的LiTaO3多晶粉在980nm的激光下進(jìn)行發(fā)光上轉(zhuǎn)換功率曲線測(cè)分析出上轉(zhuǎn)換的發(fā)光機(jī)制。1)利用波長為980nm的激光器對(duì)Er:LiTaO3樣品進(jìn)行激發(fā),觀察到了可見光區(qū)較強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換綠光發(fā)射和很弱的上轉(zhuǎn)換紅光發(fā)射,且隨著Er3+離子濃度的增加,上轉(zhuǎn)換紅、綠光的發(fā)射強(qiáng)度都有

3、相應(yīng)的增加。2)利用波長為980nm的激光器對(duì)Er:Yb:LiTaO3樣品進(jìn)行激發(fā),觀察到了可見光區(qū)較強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換綠光發(fā)射和很弱的上轉(zhuǎn)換紅光發(fā)射且隨著Yb3+離子濃度的提高,上轉(zhuǎn)換紅、綠光的發(fā)射強(qiáng)度都有一定程度的增加,但上轉(zhuǎn)換紅光發(fā)射強(qiáng)度增加的幅度明顯要大于上轉(zhuǎn)換藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度增加的幅度。550nm附近上轉(zhuǎn)換綠光輸出源自于Er3+離子的2H11/2/4S3/2能級(jí)躍遷到基態(tài)4I15/2過程中能量輸出,而660nm附近上轉(zhuǎn)換紅光輸出來源于Er

4、3+離子的4F9/2能級(jí)躍遷到基態(tài)4I15/2能級(jí)的能量輸出。3)對(duì)Yb:Er:Tm:LiTaO3多晶粉在980nm樣品進(jìn)行激發(fā),當(dāng)摻雜能濃度達(dá)到1Yb:6Er:1Tm:LiTaO3時(shí)上轉(zhuǎn)換白光輸出,450nm附近上轉(zhuǎn)換藍(lán)光的輸出,產(chǎn)生上轉(zhuǎn)換藍(lán)光的Tm3+離子1G4態(tài)的布居主要來自雙光子同時(shí)吸收過程。而單光子上轉(zhuǎn)換紅光,則由Tm3+和Er3+離子之問的交叉馳豫過程參與產(chǎn)生,即3F2/3(Tm3+)+4I15/2(Er3+)→3H6(Tm