Er3+,Yb3+共掺氧化钇钆透明激光陶瓷的制备与性能研究

摘要

本研究以柠檬酸为燃烧剂，以分子量为10000的PEG为分散剂，采用柠檬酸-凝胶燃烧法制备了Er,Yb:(YGd)2O3陶瓷粉体，最佳工艺条件：Gd3+的掺杂摩尔分数为30%，Er3+掺杂摩尔分数为4%，Yb3+掺杂摩尔分数为5%，pH值为8，煅烧温度为1000℃。采用冷等静压-真空烧结法制备 Er,Yb:(YGd)2O3透明陶瓷的最佳工艺条件为：烧结温度为1750℃，保温20h，在1400℃流动空气气氛下退火处理，退火时间为20h。陶瓷样品在可见光范围内，平均透过率约为70%；在近红外波段，平均透过率约为65%。通过对样品进行XRD测试，所得粉体的谱图与Y2O3的标准卡片(JCPDS#65-3178)基本一致，表明制备的样品仍为立方相。通过对样品进行SEM分析，得到粉体样品的平均粒径在55nm左右。样品的上转换光谱测试结果表明：在562nm处出现绿光，对应的是Er3+的4S3/2/2H11/2→4I15/2跃迁；在658nm处出现红光，对应的是Er3+的4F9/2→4I15/2跃迁；在980nm泵浦光激发下，绿光和红光的发射强度取决于Er3+的4I11/2能级寿命和4I11/2、4I13/2能级上粒子数集聚。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 固体激光器

1.2 稀土离子特点

1.3 (YGd)2O3材料性能

1.4 课题研究内容及意义

第二章 Er,Yb:(YGd)2O3陶瓷粉体的实验制备

2.1 柠檬酸-凝胶燃烧法制备Er,Yb:(YGd)2O3陶瓷粉体

2.2 陶瓷粉体Er,Yb:(YGd)2O3的实验条件选择

第三章Er,Yb:(YGd)2O3陶瓷粉体的表征与分析

3.1 激发与发射光谱分析

3.2 上转换荧光分析

3.3 IR光谱分析

3.4 能谱（EDS）

本章小结

第四章Er3+,Yb3+共掺氧化钇钆透明陶瓷的制备

4.1 陶瓷粉体的预处理

4.2 冷等静压-真空烧结法制备Er,Yb:(YGd)2O3陶瓷

4.3 Er,Yb:(YGd)2O3陶瓷烧结的分析

4.4 陶瓷样品的性能研究

本章小结

结论

致谢

参考文献

附录