鐿鉺雙摻鎢酸鉛晶體發(fā)光性能的研究.pdf

1、由于鎢酸鉛(PbWO4, PWO)晶體的光產(chǎn)額低，限制了它在高能物理領域以外的應用。為了改善其光學性質(zhì)，稀土摻雜技術被廣泛的研究和應用。本文系統(tǒng)分析及實驗確定了提拉法生長質(zhì)量優(yōu)良的摻雜PWO晶體的工藝，研究了摻雜后PWO晶體的結構和光學性能。
　　運用XRD測試技術，研究了Er:PWO和Yb:Er:PWO晶體的結構。摻雜后PWO晶體仍保持很好的四方結構，但晶胞參數(shù)略有變化。
　　晶體的紫外吸收光譜表明，Er3+離子摻雜后吸收

2、強度升高出現(xiàn)，Er3+離子特征吸收峰，Er3+離子和Yb3+離子優(yōu)先占據(jù)Pb2+格位；吸收邊先紫移后紅移， Er3+離子的上轉換發(fā)光和PWO基質(zhì)的發(fā)光存在著競爭作用，增大Yb3+離子濃度可以增強Er3+離子的上轉換發(fā)光，抑制PWO本征發(fā)光。
　　通過上轉換發(fā)射譜、熒光強度和泵浦功率的關系曲線及時間分辨熒光光譜的測試與分析，發(fā)現(xiàn)與單摻鉺的鎢酸鉛晶體比較，鐿鉺雙摻鎢酸鉛晶體則可同時大幅度的提高在525和550nm附近的綠色發(fā)光發(fā)光強度

3、。當[Yb]/[Er]值為3時，峰強最大，此時綠色發(fā)光譜帶受上轉換發(fā)光和PWO基質(zhì)的發(fā)光共同影響。當[Yb]/[Er]的值為4時，基質(zhì)發(fā)光受到強烈抑制，上轉換發(fā)光占綠色發(fā)光主要成分。Er:PWO晶體、雙摻Yb(0.4mol％):Er:PWO和Yb(0.8mol%):Er:PWO晶體的功率曲線斜率分別為2.23、2.26和2.16，均接近于2，所以綠光譜帶（2H11/2/4S3/2能級向基態(tài)4I15/2躍遷）的粒子布居方式均為雙光子過程。