不同掺杂浓度Tm3+∶LiLuF4单晶的1800 nm荧光发射

摘要

采用坩埚下降法生长了Tm3+掺杂浓度为0.45％,0.90％,1.63％与3.25％(摩尔分数,x)的LiLuF4单晶.测试了样品的电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)谱、吸收光谱(1400-2000 nm),并且分析比较了808 nm半导体激光器(LD)激发下荧光光谱.结果表明:当Tm3+的浓度从0.45％变化到3.25％时,1800 nm处的荧光强度呈现了先增后减的趋势,当掺杂浓度约为0.90％时达到最大值,而位于1470 nm处的荧光强度则呈现了相反的趋势.Tm3+∶3F4能级的荧光衰减寿命随着掺杂浓度的增加不断减小.1800 nm处的这种荧光强度变化归结于Tm3+离子间的交叉驰豫效应(3H6,3H4→3F4,3F4)和自身的浓度猝灭效应.同时计算得到了浓度为0.90％的样品在1890 nm处的最大发射截面为0.392x 10-20 cm2.并且根据Judd-Ofelt理论所得寿命和测定的荧光寿命计算得到了3F→3H6的最大量子效率约为120％.