双激活中心荧光粉及其激光波长探测性能

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荧光体因其具有的实用价值而被广泛研究,其应用领域非常广,例如激光、显示、照明、植物室内栽培和医学检测等。荧光粉中基质和激活离子的不同组合有着不同的发光特性,这使得将基质和激活离子进行合理组合从而实现不同性能的发光成为可能。近年来,陆续有人探索固体发光材料用于传感探测技术的途径与方案,报道最多的技术之一是将荧光体应用于温度传感。激光波长的测量对天文、军事、信息科学、计量等领域都显得至关重要。波长探测朝着小型化、智能化、高稳定、高精度方向发展,探索新型的波长测量技术依旧是人们不懈的追求。本论文将探索两种体系的双激活中心荧光粉的发光性能,利用荧光体两激活中心的发光强度比与激发波长的对应关系实现激光波长的探测。具体开展了如下的工作:(1)采用传统的高温固相法合成了Eu3+和Cr3+离子分别单掺杂以及共掺杂的La Mg Ga11O19荧光粉。测试了单掺杂荧光粉的激发和发射谱,La Mg Ga11O19:Eu3+荧光粉激发谱从250 nm延伸至500 nm,在530 nm-710 nm有着尖锐的发射谱线。La Mg Ga11O19:Cr3+激发谱范围为200 nm至500 nm,在450 nm波长激发下可观察到峰值位于710 nm处的宽发射带。在La Mg Ga11O19基质中掺杂两种激活离子,在合适的激光波长激发下可以同时观察到Eu3+和Cr3+的发射特征。计算了连续波长激发下两激活中心的荧光强度比值,结果表明在280 nm-320 nm以及390nm-408 nm波段范围内荧光强度比和波长存在单调对应的关系。这说明,通过计算激活中心的荧光强度比值反过来可以确定激发波长的值。可见,该材料具备在280 nm-320 nm以及390 nm-408 nm范围内的激光波长探测功能。(2)制备了Cr3+和Mn4+掺杂的BaMgAl10O17双激活中心荧光体。BaMgAl10O17:Cr3+激发谱范围为200 nm-600 nm,有三个明显的激发峰,其中最强的激发峰峰值位于396 nm;发射谱范围为630 nm-800 nm。BaMgAl10O17:Mn4+荧光粉的激发谱范围为250 nm-600 nm,其中位于311 nm和468 nm的激发峰比较明显;发射谱范围从600 nm延续至800 nm。在320 nm-400 nm、400 nm-470 nm以及480 nm-530 nm波段范围内对BMA:0.008Mn4+/0.003Cr3+荧光粉进行连续激发,测试表明荧光强度比I(Cr3+)/I(Mn4+)与激发波长为一一对应的关系。BMA:0.008Mn4+/0.003Cr3+双发光中心荧光粉能在320 nm-530 nm的长波段范围内实现激光激发波长探测功能。对荧光粉进行了温度-发射谱测试,表明波长测量需要在相对稳定的温度下进行。
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