Pr～（3+）：Y2SiO5晶体的光学性质和上转换特性的研究

论文摘要

近年来, 由于具有成为激光材料的潜在应用价值, 掺杂在Y2SiO5晶体中Pr3+的光谱引起了人们的兴趣。本论文研究了掺有三个不同浓度（1%、0.5%、0.02%）Pr3+离子的Y2SiO5晶体的吸收光谱,并且应用时间分辨激光光谱技术,利用可调谐纳秒激光器,研究了Pr3+: Y2SiO5晶体中下列能级4f5d、3P2、1I6、3P0、1D2、1G4、3F4,3,2、3H6、3H5和3H4组成的能级结构。测量了4f5d、3P0、1D2的荧光谱,研究了光谱中峰值对应的跃迁并根据荧光谱测量了相应的荧光寿命,初步分析了掺杂浓度与荧光寿命之间的关系。本文重点研究了紫外上转换荧光特性,发现了在460nm激发下产生280nm～350nm的紫外荧光带,测量了上转换荧光强度随激发功率的变化曲线,上转换发光的斜率近似为2,由此我们可知样品中的上转换发光属于双光子过程,并研究了上转换发光机制。本论文为研究和应用Pr3+:Y2SiO5晶体的能级结构及可见-紫外上转换荧光奠定了光谱学基础。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 激光器的发展简史和发展方向
• 1.2 固体激光器的基本特性
• 1.3 固体工作物质
• 3+:Y₂SiO₅晶体'>1.4 Pr³⁺:Y₂SiO₅晶体
• 第二章 激光理论基础和上转换发光机理
• 2.1 激光理论基础
• 2.2 可调谐紫外激光简介
• 2.3 上转换发光机理
• 3+:Y₂SiO₅的吸收谱及能级结构'>第三章 Pr³⁺:Y₂SiO₅的吸收谱及能级结构
• 3.1 硅酸钇晶体和稀土离子能级结构
• 3.2 吸收谱的测量原理和实验装置
• 3.3 掺有三个不同浓度样品的吸收谱图
• 3+离子在Y₂SiO₅中的能级结构'>3.4 Pr³⁺离子在Y₂SiO₅中的能级结构
• 第四章 荧光谱和荧光寿命的测量
• 4.1 实验原理与测量装置
• 4.2 荧光光谱
• 4.3 荧光寿命结果和讨论
• 第五章 上转换的测量结果及分析
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 中文摘要
• Abstract