论文部分内容阅读
本文采用高温固相熔融法制备了一系列Nd3+离子、Ho3+离子单掺杂和Er3+-Ho3+共掺杂的透明氟氧化物碲酸盐发光玻璃及玻璃陶瓷,分析了透明玻璃体的晶化热处理制度、微观结构及荧光性能。结果表明：经过晶化热处理后,在玻璃基质中析出了分布较均匀、粒径在50～80nm左右、球形Si02主晶相和β-NaCaAlF6次晶相纳米晶。透明氟氧化物碲酸盐玻璃及玻璃陶瓷在可见-近红外波段的光学透过率分别为70-80%和45-70%。在激发源808nm激发下,Nd3+离子掺杂的玻璃和玻璃陶瓷有1.35μm、1.06μm和900nm三处发光带,分别对应着钕离子4F3/2→4I13/2、4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I9/2能级跃迁。由于Nd3+离子存在浓度淬灭效应和上转换发光过程,三个发光带的荧光强度随着Nd3+离子的掺杂浓度增加先增加后减小,在1.06μm处荧光的半高宽在20-40nm之间,玻璃陶瓷的荧光强度要明显高于其玻璃的荧光强度,并且随着晶化时间的延长,玻璃陶瓷的荧光强度有所增强。在激发源488nm激发下,Ho3+离子掺杂的透明玻璃及玻璃陶瓷有548nm、659nm和755nm三处发光带,分别对应着5S2(5F4)→5I8、5F5→5I8和5S2(5F4)→5I7能级跃迁。三处荧光强度均随着Ho3+离子的掺杂浓度增加先增加后减小,玻璃陶瓷中的荧光强度明显高于其对应玻璃体的荧光强度。另外,延长热处理时间在Ho3+离子掺杂的玻璃陶瓷的荧光光谱中发现了896nm的近红外荧光。在激发源980nm激发下,Er3+-Ho3+共掺杂的透明玻璃及玻璃陶瓷辐射出1.53um荧光。由于Er3+和Ho3+之间存在能量传递,加上Ho3+离子的浓度淬灭效应和上转换发光损耗,Er3+在1.53μm处的荧光强度随着Ho3+离子浓度的增加而降低。玻璃陶瓷中的荧光强度要比对应的玻璃的荧光要强。Er3+与Ho3+之间能量传递过程为4S3/2(Er3+)+5I8(Ho3+)→4I15/2(Er3+)+5S2(5F4)(Ho3+),4F9/2(Er3+)+5I8(Ho3+)→4I15/2(Er3+)+5F5(Ho3+),4I13/2(Er3+)+5I6(Ho3+)→4I15/2(Er3+)+5F5(Ho3+),2H11/2(Er3+)+5I6(Ho3+)→4F9/2(Er3+)+5F5(Ho3+)