多坩埚温度梯度法生长Dy^(3+)∶LaF_(3)晶体及发光特性  被引量:4

Luminescence Properties of Dy^(3+)Doped Lanthanum Fluoride Crystal by Multi-crucible Temperature Gradient Technology

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作  者:阮芳芳 杨龙 胡广 王爱梅 薛艳艳 杨龙亮 王泽徐 吴绍华[5] 郑丽和 RUAN Fang-fang;YANG Long;HU Guang;WANG Ai-mei;XUE Yan-yan;YANG Long-liang;WANG Ze-xu;WU Shao-hua;ZHENG Li-he(Department of Medical Imaging, Hangzhou Medical College, Hangzhou 310053, China;School of Physics and Astronomy, Yunnan University, Kunming 650500, China;Fanchang No.1 High Middle School, Wuhu 241200, China;School of Physics Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;Kunming Institute of Physics, Kunming 650223, China)

机构地区:[1]杭州医学院医学影像学院,浙江杭州310053 [2]云南大学物理与天文学院,云南昆明650500 [3]安徽省繁昌第一中学,安徽芜湖241200 [4]同济大学物理科学与工程学院,上海200092 [5]昆明物理研究所,云南昆明650223

出  处:《发光学报》2021年第2期158-164,共7页Chinese Journal of Luminescence

基  金:国家自然科学基金(U1830104);云南大学生创新创业训练项目(202010673075);云南大学一流大学建设项目(C176220100155);中国科学院透明光功能无机材料重点实验室开放课题基金(KLTOIM202001)资助项目。

摘  要:采用多坩埚温度梯度法(Multi-crucible temperature gradient technology,MC-TGT)制备了Dy^(3+)掺杂氟化镧(Dy^(3+)∶LaF_(3))晶体。通过电感耦合等离子体发射光谱仪、透射光谱、吸收光谱、荧光光谱等手段对Dy^(3+)在LaF_(3)晶体中的实际掺杂浓度、中红外透过光谱、可见光波段光谱特性等进行了研究。实验结果表明,Dy^(3+)在LaF_(3)晶体中的分凝系数约为0.8;格位浓度随着Dy^(3+)掺杂浓度提高而增加,2%Dy∶LaF_(3)晶体中的格位浓度达5.90×10^(20)ions·cm^(-3)。在1%Dy∶LaF_(3)晶体中,采用400 nm光激发,发光中心波长位于601 nm的发射谱带强度最大,位于511 nm的发射峰最宽,半高宽达152 nm;改用450 nm光激发,最强发射峰移至677 nm,最宽发射峰位于568 nm处。提高Dy^(3+)掺杂浓度到2%,采用400 nm或450 nm光激发,发光中心波长均位于478 nm和571 nm。在透射光谱2.5~9μm范围内,Dy∶LaF_(3)晶体(厚度为0.96 mm)红外波段透过率达85%以上。Dy∶LaF_(3)晶体有望在可见光、中红外等激光领域得到应用。Novel Dy^(3+)doped LaF_(3)crystals is synthesized by multi-crucible temperature gradient technology(MC-TGT).The crystallographic sites concentration is up to 5.90×1020 ions·cm-3 for 2%Dy∶LaF_(3)following the segregation coefficient of 0.8 measured by inductively coupled plasma emission spectrometer.The photoluminescence spectra of 1%Dy∶LaF_(3)show the strongest wavelength peaked at 601 nm and the widest wavelength band centering at 511 nm under excitation wavelength of 400 nm.By changing the excitation wavelength to 450 nm,the strongest wavelength shifts to 677 nm and the widest wavelength band shifts to 568 nm in 1%Dy∶LaF_(3),respectively.In the case of 2%Dy∶LaF_(3),two main central wavelengths at 478 nm and 571 nm are observed under excitation wavelength of 400 nm or 450 nm.The optical quality of as-grown Dy^(3+)∶LaF_(3)crystal is characterized by transmission spectra at the range of 2.5-11μm.The optical transmission of Dy∶LaF_(3)crystal with thickness of 0.96 mm reaches over 85%,indicating a high-optical quality in the range of 2.5-9μm.Thus,Dy∶LaF_(3)has great application potentials in visible and mid-infrared laser.

关 键 词:温度梯度法 镝离子 氟化镧晶体 中红外透过光谱 荧光光谱 

分 类 号:O482.31[理学—固体物理]

 

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