PDF《共掺杂 ZBLAN 玻璃的 多光子紫外上转换发光》

第4 0卷第1期2011年1月光子学报ACTAP HO T ON I C AS I N I C A V o l .

4 0N o .

1 J a n u a r y2

0 1

1 基金项目: 国家高技术研究发展( N o .

2 0

0 9 AA

0 3 Z

3 0

9 ) 、 吉林省科技厅国际合作项目( N o .

2 0

1 0

0 7

0 2 ) 和吉林大学基本科研业务费项目( N o .

4 2

1 0

3 3

4 6

1 4

1 1 ) 资助 第一作者: 何春凤(

1 9

8 0-) , 女, 讲师, 博士后, 主要研究方向为稀土上转换发光及应用. E m a i l : h e c f @ j l u. e d u. c n 导师: 秦伟平(

1 9

6 1-) , 男, 教授, 主要研究方向为稀土纳米发光材料及其光学性质. E m a i l : w p q i n@ j l u . e d u. c n 收稿日期:

2 0

1 0

0 7

1 9;

修回日期:

2 0

1 0

0 9

0 2 文章编号:

1 0

0 4

4 2

1 3 (

2 0

1 1 )

0 1

0 0

6 1

3 Tm 3+ / Y b 3+ 共掺杂Z B L AN 玻璃的 多光子紫外上转换发光 何春凤, 赵丹, 秦冠仕, 揣晓红, 王丽丽, 郑克志, 秦伟平 ( 吉林大学 a . 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区;

b . 物理学院, 长春

1 3

0 0

1 2 ) 摘要: 利用光谱分析手段研究了熔融淬火法制备的 Tm 和Yb共掺杂的重金属氟化物玻璃 Z r F

4 B a F

2 L a F

3 A

1 F

3 N a F的上转换发光性质. 在9

8 0n m 连续激光的激发下, 观察到了较强的3

6 3n m (

1 D 2→

3 H6) ,

3 4

7 n m(

1 I

6 →

3 F 4) 和2

9 1n m(

1 I

6 →

3 H6) 的紫外上转换发光, 以及中心位于4

5 4n m,

4 7 5n m,

6 4 3n m,

6 8 7n m 和804n m 的上转换荧光. 这些上转换发射所对应的f-f跃迁为1D2→

3 F 4,

1 G 4→

3 H6,

1 G 4→

3 F 4,

3 F 3→

3 H6 和3H4→

3 H6. 根据上转换发光强度随泵浦光功率的双对 数变化关系得到,

3 4 7n m 和3

6 3n m 的发光分别属于5光子和4光子上转换过程. 结果表明: Tm 和Yb共掺杂的Z r F

4 B a F

2 L a F

3 A

1 F

3 N a F玻璃可以有效地把近红外波段的激光转化成紫外波段 的光. 关键词: 紫外上转换;

Tm 3+ / Y b 3+ 共掺;

Z r F

4 B a F

2 L a F

3 A

1 F

3 N a F 中图分类号: O

0 4

8 文献标识码: A :10.

3 7

8 8 / g z x b

2 0

1 1

4 0

0 1.

0 0

6 1

0 引言 多光子上转换通常被认为是获得有效紫外激光 的途径,迄今为止, 上转换已经实现了彩色显示、 红 外激光探测、 成像、 生命科学、 激光、 光学数据存储和 温度传感器等的一系列的应用[

1

3 ] . 重金属氟化物玻 璃基质材料的声子能量很低, 稀土离子在其中的无 辐射跃迁几率小, 上转换效率高, 并且许多在氧化物 及晶体中不能观察到的跃迁在重金属氟化物中能够 观察到. 这些优点引起了研究者的极大兴趣. 利用重 金属氟化物玻璃基质掺杂稀土发光中心来获得上转 换激光是可以实现紧凑型全固态短波长激光器的可 行途径. 在这些玻璃中, Z r F

4 B a F

2 L a F

3 A

1 F

3 N a F ( Z B L AN) 以其易于制作, 掺杂稀土氟化物不引入电 荷补偿等优点成为最具潜力的基质材料. Y b

3 + 离子 作为敏化中心被引入, 希望在获得有效的上转换敏 化的同时不引起显著的荧光猝灭, 以提高稀土离子 激活中心的上转换发光强度[

4 5] . 另外, Tm 3+ 离子是 一种 倍受瞩目的光学激活中心, Tm 3+ / Y b 3+ 共掺ZBLAN 玻璃有着很好的光学 和材 料性能, 对它的 深入研究具有重要意义. 但是目前关于 Tm 3+ / Y b 3+ 共掺系统在玻璃中的光谱性质的研究多集中于有氧 玻璃的可见光或红外光部分[