温度对Er3+掺杂Gd2SiO5晶体4I13/2态发射光谱和荧光寿命的影响

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"该研究详细探讨了温度对Er3+掺杂Gd2SiO5晶体中4I13/2能级发射光谱和荧光寿命的影响。通过在不同温度下测量这些参数,发现随着温度升高,4I13/2到4I15/2跃迁的发射线宽变宽,主要的发射峰位于1596纳米、1609纳米和1644纳米,这些峰值向短波方向移动。4I13/2状态的荧光寿命从13.2毫秒减少。" 在Er3+离子掺杂的Gd2SiO5晶体中,4I13/2能级是一个关键的激发态,它在激光和光学存储等应用中起着重要作用。温度对其性能的影响是理解和优化这些应用的关键因素。本研究中,科学家们系统地研究了温度变化如何影响这一能级的光谱特性和荧光寿命。 首先,当温度增加时,4I13/2到4I15/2的发射线宽增宽,这可能是因为热激发导致的非辐射退激发过程增强,或者是由于晶格振动(声子)的增加使得能量转移更加频繁,从而增加了发射线的宽度。此外,主要发射峰的蓝移表明,随着温度上升,Er3+离子的能级结构发生了微小变化,可能是由于晶格热膨胀或离子与晶格相互作用的改变。 其次,4I13/2状态的荧光寿命减小,这通常与温度相关的非辐射衰减过程的增加有关。例如,热辅助的声子辅助非辐射跃迁可能导致寿命缩短。在较高温度下,Er3+离子与晶格的相互作用增强,使得能量更快地通过晶格散失,而不是以荧光形式发射出去。 Er3+掺杂的Gd2SiO5晶体因其独特的光谱特性,常被用于光纤通信和激光器中的 erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs)。温度依赖性的研究对于理解在实际工作环境中如何维持和优化其性能至关重要。例如,在高温环境或需要精确温度控制的应用中,这些发现可以帮助设计更有效的冷却系统或选择最佳工作温度,以提高器件的效率和稳定性。 该研究揭示了温度对Er3+掺杂Gd2SiO5晶体中4I13/2能级的重要影响,提供了深入理解这种材料在光电子领域潜在应用的基础。这对于开发高性能的光学器件,如激光器和光纤放大器,具有重要意义,并为未来的研究提供了重要的理论依据。