稀土(Ho3+，Tm3+，Yb3+)掺杂氟氧化物玻璃光致发光特性研究

摘要

氟氧化物玻璃具有声子能量低和物化性能好等特点，是基质材料研究的热点之一，被广泛地应用于固态激光器、光纤放大器、三维显示和防伪技术等领域。
　　本文采用高温固相烧结法分别制备了Tm3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃和Ho3+/Tm3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃。Yb3+离子浓度保持5 mol％不变;Tm3+离子浓度分别为0.05，0.10，0.15，0.20，0.25 mol％; Ho3+离子浓度分别为0.05，0.10，0.15，0.20，0.25 mol％;又细分为退火处理(A)和未退火处理(U)两个系列。
　　首先，测量了Tm3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃的X-射线衍射谱，结果显示退火后的氟氧化物样品为微晶玻璃，而未退火样品主要成玻璃态;上转换光致发光谱测量结果表明，样品有较丰富的光谱，特别是获得了强的蓝光发射，红光发射。泵浦功率增加，光谱变强;分析了稀土掺杂浓度、退火处理等对上转换发光强度的影响;研究了Tm3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃的上转换机制。
　　其次，测量了Ho3+/Tm3+/Yb3+共掺的氟氧化物玻璃的上转换光致发光谱。获得很强红、蓝和绿色发射，红光略强于蓝光，绿光稍微弱些。特别是，对样品进行500℃退火两小时后样品的光强发生了显著的变化。
　　最后，分析了一组样品的色坐标及色度图，结果表明Ho3+/Tm3+/Yb3+组合是合成上转换白光发射的最佳组合之一。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究依据与意义

1．2 稀土离子的上转换发光机制

1．3 稀土发光材料的国内外研究进展

1．3．1 国内研究进展

1．3．2 国外研究进展

1．4 本论文的主要研究内容

2 实验与制备

2．1 实验器材

2．2 实验样品的制备

2．2．1 镱铥共掺氟氧化物玻璃的制备

2．2．2 镱钬铥共掺氟氧化物玻璃的制备

2．3 测试与表征

2．3．1 X-射线衍射谱(X-Ray Diffraction)

2．3．2 上转换光致发光谱

3 镱铥共掺氟氧化物玻璃的晶体结构和光致发光特性分析

3．1 镱铥共掺氟氧化物玻璃的XRD谱图分析

3．1．1 未退火样品的XRD谱图分析

3．1．2 退火样品的XRD谱图分析

3．2 镱铥共掺氟氧化物玻璃上转换光致发光谱分析

3．2．1 镱铥共掺氟氧化物玻璃上转换光致发光谱分析

3．3．2 改变样品泵浦功率值的上转换光致发光谱分析

3．2．3 退火处理的镱铥共掺氟氧化物玻璃上转换光致发光谱分析

3．3 镱铥共掺氟氧化物玻璃的上转换发光机制分析

4 镱钬铥共掺氟氧化物玻璃的晶体结构和光致发光特性研究

4．1 镱钬铥共掺氟氧化物玻璃的XRD谱图分析

4．1．1 未退火处理的镱钬铥共掺氟氧化物玻璃的XRD谱图分析

4．1．2 退火处理的镱钬铥共掺氟氧化物玻璃的XRD谱图分析

4．2 镱钬铥共掺氟氧化物玻璃的上转换光致发光谱分析

4．2．1 未退火处理的镱钬铥共掺氟氧化物玻璃上转换光致发光谱分析

4．2．2 改变样品泵浦功率值的上转换光致发光谱分析

4．2．3 退火处理的镱钬铥共掺氟氢化物玻璃的上转换光致发光谱分析

4．3 镱钬铥共掺氟氧化物玻璃的上转换能量传递机制分析

4．4 镱钬铥掺杂氟氧化物玻璃的色坐标分析

5 总结

5．1 论文工作总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢