双掺Dy/Er-LiNbO3晶体的缺陷结构与上转换发光性能

双掺Dy/Er-LiNbO3晶体的缺陷结构与上转换发光性能

论文摘要

本论文采用提拉法生长出一系列无宏观缺陷、光学质量较好的Dy/Er-LiNbO3晶体,对生长的晶体进行了定向切割、抛光等处理,研究了晶体生长工艺、缺陷结构及上转换光学性能。X射线衍射结果表明,Dy、Er的掺入并没有改变LiNbO3单晶的晶体结构,只是使晶胞参数有微小变化。这说明Dy和Er均以取代Nb和Li的方式进入晶体。通过对晶体的红外吸收光谱和紫外可见吸收光谱的测试,分析了掺杂浓度对OH-吸收峰峰位的影响,从而解释了Dy和Er在LiNbO3中的占位规律。结果表明Dy3+和Er3+在LiNbO3晶体中可占据正常Li位和Nb位,形成孤位Dy3+、Er3+离子缺陷中心(DyLi2+、DyNb2+、ErNb2-和ErLi2+)和Dy3+、Er3+离子团位束缺陷中心(ErLi2+-ErNb2-、DyLi2+-DyNb2-、DyLi2+-ErNb2-及ErLi2+-DyNb2-),而Dy3+在浓度小于0.5mol%的时候,可能优先占据反位Nb位。采用800nm光激发,测试了晶体的上转换发光谱及上转换时间分辨光谱。重点分析了Dy3+和Er3+掺杂浓度对580nm和550nm处发光峰强度的影响,其中Er3+的掺入使对应Dy3+的4F9/2à6H13/2跃迁的580nm上转换发射强度增加一倍,但对Dy3+的4F9/2能级寿命没有影响。而Dy3+的掺入对Er3+的4S3/2à4I15/2跃迁的550nm发光强度和寿命均有影响,说明Dy3+离子的一些能级参与到Er3+离子550nm发光的过程中。进一步研究表明,580nm波段及550nm波段的发光均为双光子过程。分别计算了Dy3+和Er3+离子在LiNbO3中的J-O理论参数,结果显示,Dy3+在LiNbO3晶体中使晶格变形较Er3+大,Dy3+离子的受激发射能力低于Er3+离子。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的背景及意义
  • 1.2 铌酸锂晶体概述
  • 1.3 上转换发光材料概述
  • 1.4 本论文的主要研究内容
  • 第2章 试验材料与方法
  • 2.1 试验材料及配比方案
  • 2.2 晶体的生长及加工工艺
  • 2.3 缺陷结构测试方法
  • 2.4 上转换发光性能测试方法
  • 3 晶体的缺陷结构'>第3章 双掺Dy/Er-LiNbO3晶体的缺陷结构
  • 3.1 引言
  • 3 晶体的X 射线衍射分析'>3.2 双掺Dy/Er-LiNbO3 晶体的X 射线衍射分析
  • 3 晶体的红外吸收光谱分析'>3.3 双掺Dy/Er-LiNbO3晶体的红外吸收光谱分析
  • 3.4 紫外-可见吸收边与掺杂离子浓度的关系
  • 3.5 本章小结
  • 3 晶体的上转换发光性能'>第4章 双掺Dy/Er-LiNbO3晶体的上转换发光性能
  • 4.1 引言
  • 4.2 掺杂浓度对上转换发光强度的影响
  • 4.3 掺杂浓度对上转换发光能级寿命的影响
  • 3晶体上转换发光机制'>4.4 双掺Dy/Er-LiNbO3晶体上转换发光机制
  • 4.5 本章小结
  • 3 晶体掺杂Dy /Er 的J-O 参数分析'>第5章 LiNbO3 晶体掺杂Dy /Er 的J-O 参数分析
  • 5.1 引言
  • 5.2 Judd-Ofelt 理论模型
  • 3+和Er3+掺杂铌酸锂晶体J-O 理论参数的计算'>5.3 Dy3+和Er3+掺杂铌酸锂晶体J-O 理论参数的计算
  • 5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  

    双掺Dy/Er-LiNbO3晶体的缺陷结构与上转换发光性能
    下载Doc文档

    猜你喜欢