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(lǐng)域以外的應(yīng)用。為了改善其光學(xué)性質(zhì)，稀土摻雜技術(shù)被廣泛的研究和應(yīng)用。本文系統(tǒng)分析及實(shí)驗(yàn)確定了提拉法生長(zhǎng)質(zhì)量?jī)?yōu)良的摻雜PWO晶體的工藝，研究了摻雜后PWO晶體的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能。
　　運(yùn)用XRD測(cè)試技術(shù)，研究了Er:PWO和Yb:Er:PWO晶體的結(jié)構(gòu)。摻雜后PWO晶體仍保持很好的四方結(jié)構(gòu)，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(qiáng)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(zhuǎn)換發(fā)光和PWO基質(zhì)的發(fā)光存在著競(jìng)爭(zhēng)作用，增大Yb3+離子濃度可以增強(qiáng)Er3+離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光，抑制PWO本征發(fā)光。
　　通過(guò)上轉(zhuǎn)換發(fā)射譜、熒光強(qiáng)度和泵浦功率的關(guān)系曲線及時(shí)間分辨熒光光譜的測(cè)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(shí)大幅度的提高在525和550nm附近的綠色發(fā)光發(fā)光強(qiáng)度

3、。當(dāng)[Yb]/[Er]值為3時(shí)，峰強(qiáng)最大，此時(shí)綠色發(fā)光譜帶受上轉(zhuǎn)換發(fā)光和PWO基質(zhì)的發(fā)光共同影響。當(dāng)[Yb]/[Er]的值為4時(shí)，基質(zhì)發(fā)光受到強(qiáng)烈抑制，上轉(zhuǎn)換發(fā)光占綠色發(fā)光主要成分。Er:PWO晶體、雙摻Y(jié)b(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(jí)向基態(tài)4I15/2躍遷）的粒子布居方式均為雙光子過(guò)程。