用于激光波长探测的双发光中心荧光体的研究

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荧光材料自其诞生以来就一直受到人们的关注,对于荧光材料应用的研究从未间断。荧光材料由基质与激活剂离子组合而成,这种组合的多样性赋予了其丰富的可能性。随着荧光材料的不断发展,荧光材料的应用领域不断扩大,如今在激光防伪,农用薄膜,显示成像等诸多领域都能看到荧光材料的身影。近年来关于荧光材料在传感领域应用的探索也在持续进行,与荧光材料相结合的传感方法因其抗电磁干扰、可以非接触测量等优点而受到人们的关注。目前荧光材料在传感领域中的应用主要集中在温度传感和应力传感方面。激光波长是激光器的重要参数,在激光应用中有着重要的地位。为了拓展荧光材料在传感领域的应用,实现利用荧光材料激光波长测量的目的,在本论文中主要开展了如下工作:(1)采用高温固相法制备Cr3+单掺杂及Cr3+/Mn4+共掺的La2Zn Ti O6荧光粉。对未曾报道过的Cr3+单掺杂的La2Zn Ti O6荧光粉的光谱特性进行了研究,单掺杂的样品能被紫外到蓝光范围的光源激发并发出远红光。通过对掺杂不同浓度Cr3+的样品的发光强度进行比较,确定Cr3+的最佳掺杂浓度为0.7 mol%。在Cr3+单掺杂的最佳浓度的基础上,进一步地研究了Mn4+/Cr3+共掺杂的La2Zn Ti O6荧光粉的光谱特性。共掺杂样品中Mn4+和Cr3+的激发光谱存在大范围的重合,Mn4+位于710 nm和Cr3+位于740 nm的发射带也能同时在发射光谱中被观察到。通过对比不同Mn4+度掺杂浓度样品的发光强,确定了Mn4+和Cr3+在共掺杂情况下的最佳掺杂浓度分别为0.07 mol%和0.7 mol%。测量并计算了Mn4+/Cr3+发光强度比与激发波长之间的对应关系。通过对比不同温度下的共掺杂样品的发射光谱,研究了温度对样品发光性能的影响。(2)为了获得更好的波长测量性能,进一步探索了Eu3+/Mn4+共掺杂Ca2YSb O6荧光粉的发光性能及其用于激光波长检测的可能性。采用高温固相法制备了Eu3+/Mn4+共掺的Ca2YSb O6荧光粉。首先对共掺杂样品的光谱特性进行了研究,共掺杂样品中Mn4+能被300 nm至550 nm范围的光源激发,而Eu3+的激发光谱则呈现出数个窄带激发。共掺杂样品中Eu3+位于614 nm附近的发射带和Mn4+在670 nm附近的发射带都能被观察到。通过对比不同掺杂浓度的Mn4+/Eu3+共掺杂样品的发光强度以及各样品的Mn4+/Eu3+发光强度比的变化率,确定了用于波长测量的Eu3+和Mn4+的最佳掺杂浓度分别为20 mol%和0.3 mol%。测量并计算了最佳掺杂浓度的共掺杂样品的发射强度比与激发波长之间的具体对应关系。利用测得的共掺杂样品的温变光谱,分析了温度对发光强度比及激光波长测量值的影响。
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