Ho3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃陶瓷的上转换发光特性

摘要

以52SiO2-8Na2 CO3-16Al2 O3-33NaF-3LuF3-0.15Yb2 O3-0.03Ho2 O3的配比方式,在1500℃的温度下通过高温熔融法制备了Ho3+/Yb3+共掺杂的氟氧化物玻璃样品和玻璃陶瓷样品.运用Judd-Ofelt理论研究样品的光谱特性.根据吸收谱计算得到的谱线强度参数Ωλ(λ=2,4,6),从而计算出理论振子强度和实验振子强度,二者的均方根差为δrms=8.23×10-7.计算了Ho3+的各个能级跃迁的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命参数.结果表明:(1)5I7级寿命较长,为0.28 ms,适合作为上转换中间能级;(2)5I6→5I8能级的跃迁分支比为90.90％,可用于产生1167 nm的激光.在980 nm红外激光的激发下,Ho3+/Yb3+共掺杂的玻璃陶瓷具有强绿色(550 nm)上转换荧光和较强红色(650 nm)上转换荧光,绿光和红光分别对应5S2,5F4→5I8和5 F5→5 I8的能级跃迁.根据上转换发射功率与980 nm LD激光器功率的关系估算出跃迁过程吸收光子数目分别为2.16和2.18,由此确定出该跃迁过程为双光子吸收过程.结果表明,玻璃陶瓷在绿色上转换发光材料中具有潜在的应用价值.