掺杂Yb3+的氟氧化物微晶玻璃的析晶特性及发光性能

摘要

本实验以Al2 O3、SiO2、Na2 CO3、CaF2、PrF3、YbF3为原料,采用传统高温熔融工艺制备氟氧基质玻璃,再晶化处理制得Pr3+-Yb3+共掺杂氟氧微晶玻璃.利用差热分析(DTA)仪、X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光度计等研究Yb3+掺杂浓度对氟氧微晶玻璃晶化行为及发光性能的影响.结果表明:随着Yb3+掺杂浓度的增大,基础玻璃析晶温度先降低后升高;Yb3+会进入基础玻璃的析出相即CaF2纳米晶格中,形成Ca0.8 Yb0.2 F2.2固溶体,微晶玻璃中结晶相的含量以及晶粒尺寸都有所增大.Pr3+-Yb3+共掺微晶玻璃中,Pr3+参与了Yb3+的近红外发光,可见光区域的发射峰强度随着Yb3+浓度的增大而递减,而近红外区域的发射峰却增强.这揭示了Pr3+-Yb3+之间的能量传递过程,即处于Pr3+激发态的3 P0能级高效地将能量传递给Yb3+,并通过2 F5/2→2 F7/2跃迁转化为近红外发光.