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Nd∶AeF2激光晶体材料的应用并不被人们看好,原因就在于钕离子很容易在AeF2中形成团簇,团簇以Nd3+-Nd3+对的形式存在,Nd3+-Nd3+对之间强烈的非相干偶极-偶极相互作用导致严重的1.06μm荧光猝灭。为了避免荧光猝灭效应,共掺缓冲Y3+离子来提高材料的荧光强度,以期望达到应用的目的。为了研究共掺Y3+之后体系中发光中心的变化,本文借助低温吸收谱、发射谱、寿命随温度的依赖关系,以及介电、EXAFS谱等技术,系统研究了Nd3+,Y3+∶SrF2和Nd3+,Y3+∶CaF2晶体材料中存在的发光中心。 按照发光中心的近似分类方式,在1%Nd3+∶SrF2材料中主要是M中心,此外还有L,N和L中心,而M和N中心都是荧光猝灭的。共掺Y3+之后,一些中心消失了,出现了一些新的发光中心。在0.5%Nd3+,5%Y3+∶SrF2和0.5%Nd3+,10%Y3+∶SrF2晶体中主要是非猝灭的M中心(Nd3+-Y3+m)-Fi-n,m≥1,n≥m+1;Fi-离子可以处在第一配位层,第二配位层,第三配位层,甚至是更远的壳层,它随Y3+/Nd3+比变化。因此,本文得到了共掺Y3+之后材料中发光中心的变化特征,并且最合理的Nd3+/Y3+比是10。在0.5%Nd3+,10%Y3+∶SrF2晶体中实现了连续激光输出,斜效率为29.33%,其性能比0.5%Nd3+∶SrF2优异。 在1%Nd3+∶CaF2晶体中,最强吸收线在790nm处,它被归于M中心的吸收;在1%Nd3+,5%Y3+∶CaF2晶体中,797nm吸收线被认为是L中心的贡献。在1%Nd3+,5%Y3+∶CaF2的发射谱中,1049.3nm和1068.7nm的荧光线归功于M中心;1054.6nm处的发光是L中心引起的。为了更直观的观察共掺Y3+之后引起局域结构的变化,本文测试了EXAFS谱,谱图显示共掺之后第一配位层配位数从9.2增加到10.7,局域晶格膨胀。EXAFS谱更详细的显示了发光中心结构的变化,比近似分类方式显示的结果更复杂,更符合实际情况。需要指出的是,两种表示方法结合起来使用可以更有效、全面的了解材料中存在的发光中心以及发光中心的局域结构。