Yb-Ho-PbWO4晶體上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能研究.pdf

1、由于鎢酸鉛(PbWO4, PWO)晶體的光產(chǎn)額低，限制了它在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。為了改善其光學(xué)性質(zhì)，稀土摻雜技術(shù)被廣泛的研究和應(yīng)用。本文研究了提拉法生長摻雜PWO晶體的工藝，并生長出質(zhì)量優(yōu)良的摻雜晶體，研究了摻雜PWO晶體的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能。
　　運用XRD測試技術(shù)，研究了Ho:PWO和Yb:Ho:PWO晶體的結(jié)構(gòu)。摻雜后PWO晶體仍保持很好的四方結(jié)構(gòu)，與純PWO晶體相比，晶胞參數(shù)略有變化。
　　晶體的拉曼光譜表明，摻雜PWO晶體

2、與純PWO晶體相比，晶體中(WO4)2-基團的特征峰沒有發(fā)生明顯的位移，摻雜離子沒有明顯影響(WO4)2-基團的結(jié)構(gòu)。
　　晶體的紫外吸收光譜表明，摻雜后晶體吸收強度增大，并出現(xiàn)了Ho3+特征吸收峰，Ho3+和Yb3+優(yōu)先占據(jù)Pb2+格位，吸收邊先藍(lán)移后紅移。
　　通過波長為980nm激光器激發(fā)的上轉(zhuǎn)換發(fā)射譜分析，發(fā)現(xiàn)單摻Ho3+的鎢酸鉛晶體沒有出現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光，Ho3+和Yb3+雙摻鎢酸鉛晶體實現(xiàn)了540nm、650nm和7

3、56nm附近的上轉(zhuǎn)換發(fā)光。由Ho3+和Yb3+的能級圖可以看出：Yb3+的能級結(jié)構(gòu)非常簡單，540nm、650nm和756nm處的發(fā)光分別對應(yīng)于Ho3+的5F4,5S2→5I8、5F5→5I8以及5F4,5S2→5I7輻射躍遷。當(dāng)[Yb]/[Ho]值為20時，上轉(zhuǎn)換綠光強度最大，[Yb]/[Ho]值為4時，紅光上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度最大。
　　測試熒光強度和泵浦功率的關(guān)系，Yb3+(0.2mol％):Ho3+(0.1mol%):PWO、Y

4、b3+(0.4mol%):Ho3+(0.1mol%):PWO、 Yb3+(1.0mol%):Ho3+(0.1mol%):PWO、Yb3+(2.0mol%):Ho3+(0.1mol%):PWO、Yb3+(3.0mol%):Ho3+(0.1mol%):PWO晶體的綠光功率曲線斜率分別為1.936、2.110、2.339、1.693、1.186，紅光功率曲線斜率分別是1.627、1.703、1.746、1.620、1.302。說明紅光和綠光發(fā)