Tm3+/Ho3+掺杂碲酸盐玻璃的上转换发光性能与能量转换机制

摘要：

采用高温熔融法制备了单掺Tm3+和Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃,测试了808 nm激光泵浦下玻璃的红外和上转换荧光光谱.Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃上转换荧光光谱主要由695 nm红光、544 nm绿光、474 nm蓝光和740 nm红光四个发光带组成.通过分析样品的光谱性能和能量转换机制,发现很少报道的740 nm红光可能是由Tm3+:1 D2→3 F2,3能级跃迁产生的.在掺杂0.5 mol%Tm2 O3的样品中添加0.3 mol%Ho2 O3,695 nm红光、740 nm红光和474 nm蓝光等上转换发光强度明显增大,大约分别是单掺0.5 mol%Tm2 O3样品中发光强度的3倍,2.5倍和14倍.这些情况说明存在着强烈的Ho3+→Tm3+反向能量传递.单掺T m3+碲酸盐玻璃中1 D2能级(发射740 nm红光)上的粒子集居主要来源于合作上转换(C U)过程,而3 F2,3能级(发射695 nm红光)上的粒子集居除了来源于C U过程之外,还有740 nm红光的发射和1 G4能级上部分粒子的无辐射跃迁(1 G4→3 F2,3)两条途径,因此样品中695 nm红光强度明显要大于740 nm红光强度.通过交叉驰豫作用CR2和CR3以及反向共振能量转移RET2,Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃中T m3+的1 G4能级(发射474 nm蓝光)上的粒子集居数比单掺T m3+时出现了净增加.T m3+的1 G4能级上粒子集居数的增加可能进一步强化了该能级的无辐射跃迁、740 nm红光的发射以及C U过程,并进而促使T m3+的3 F2,3能级上的粒子集居.所以,当Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃与单掺Tm3+碲酸盐玻璃中掺杂相同浓度的T m3+时,前者的红光和蓝光等上转换荧光强度均比后者要大.本文还研究了T m3+之间以及T m3+与Ho3+之间的交叉弛豫和能量传递等效应,并进一步探讨了Tm3+与Ho3+之间的能量转换机制.

关键词：碲酸盐玻璃、上转换发光、能量转换、红外

所属期刊栏目：38

分类号：O433(光学)

资助基金：National Natural Science Foundations of China61571188;Scientific Research Fund of Hunan Province Education Department12A074;Natural Science Foundation of Hunan Province10JJ6087

在线出版日期：2018-01-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：302-307