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文檔簡介
1、溫度的測量在人們的生活、生產(chǎn)、科學(xué)實驗及工程控制等各個領(lǐng)域都是至關(guān)重要的。目前常用的溫度測量儀器種類繁多,在現(xiàn)場要根據(jù)測溫所需的量程、范圍及精度等具體指標(biāo)要求選用基于不同測溫原理的傳感器。在光學(xué)溫度傳感器中,基于熒光強度比原理的測溫方法由于具有極強的抗激發(fā)功率噪聲以及抗信號傳輸通道傳光不穩(wěn)定的能力而受到極大的關(guān)注?;跓晒鈴姸鹊臏y溫方法具有受外界干擾大且線性度較差等缺點,近十幾年間已無人問津。但我們發(fā)現(xiàn)銩摻雜材料卻具有近乎理想線性特性的
2、熒光強度測溫性能。
結(jié)合對光子過程的分析及稀土離子能級的匹配情況,分析了用燃燒法制備的Er3+/Yb3+、Tm3+/Yb3+共摻ZrO2納晶樣品在972nm激光二極管(LD)激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)射機理。測試了ZrO2:Er3+/Yb3+納晶樣品綠光強度隨溫度的變化關(guān)系,并解釋了綠光不同峰位對溫度的不同依賴規(guī)律。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理,得到了不同熒光峰位強度比隨溫度變化的具體關(guān)系式,并給出了測溫靈敏度的表達(dá)式。發(fā)現(xiàn)用525nm
3、與561nm兩個綠光峰位的強度比測溫性能最佳。其強度比值隨溫度變化最敏感,且對應(yīng)的靈敏度最高。最大靈敏度指標(biāo)較已報導(dǎo)的Er3+激活的各種基質(zhì)材料的都要高。還測試了樣品測溫靈敏度與激發(fā)功率的依賴關(guān)系。發(fā)現(xiàn)在較高的激發(fā)功率下,實驗數(shù)據(jù)的規(guī)律性好,并且最大靈敏度隨激發(fā)功率升高而變大,而高溫時對應(yīng)的靈敏度卻變小。
基于熒光強度比法測溫的摻雜離子大多集中在Er3+、Nd3+、Yb3+等稀土離子,我們首次提出用Tm3+摻雜離子基于熒光
4、強度比法測量溫度。測量了ZrO2:Tm3+/Yb3+納晶樣品藍(lán)光波段光譜隨溫度的變化關(guān)系。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理,得到不同熒光峰位強度比隨溫度變化的關(guān)系式,并且給出測溫靈敏度的表達(dá)式。發(fā)現(xiàn)474nm與500nm兩個藍(lán)光峰位的強度比值最大并且測溫靈敏度最高。最大靈敏度遠(yuǎn)高于已報導(dǎo)的Er3+激活的各種基質(zhì)材料的靈敏度。還對測溫靈敏度與激發(fā)功率的依賴關(guān)系進行了研究,發(fā)現(xiàn)靈敏度隨著激發(fā)功率的升高而變大。還研究了Tm3+/Yb3+共摻ZrO2納晶樣
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