Er3+/Yb3+共掺TeO2-Nb2O5-Li2O玻璃的上转换发光特性研究

"本文主要研究了Er3+/Yb3+共掺的TeO2-Nb2O5-Li2O碲酸盐玻璃的上转换发光性质，通过熔融法制备了这种玻璃，并对其吸收光谱和上转换光谱进行了测量。文章详细探讨了上转换发光强度与Yb3+/Er3+摩尔比的关系，以及绿色和红色发光强度之间的比例与Yb3+/Er3+比率的关联。实验结果显示，随着Yb3+/Er3+比率的增加，发光强度增强，且在Yb3+/Er3+比率为3时，绿色发光与红色发光的比例达到最大值。这种最优的TNL玻璃被认为是激光二极管泵浦微型固态激光器的理想候选材料。关键词包括：上转换、Er3+/Yb3+离子、碲酸盐玻璃。" 上转换发光是稀土离子在玻璃中的一种特殊光学现象，它允许低能量（长波长）光子转化为高能量（短波长）光子。在Er3+/Yb3+共掺的碲酸盐玻璃中，这一过程尤为显著。Yb3+离子主要作为能量传递剂，通过吸收近红外光子并将其能量传递给Er3+离子，Er3+离子随后可以发射出绿色或红色光。这种机制使得Er3+/Yb3+共掺的玻璃在光纤通信、生物标记和激光技术等领域具有潜在应用。 在实验部分，研究者通过测量吸收光谱了解了玻璃对不同波长光的吸收情况，这有助于理解能量传递过程。同时，上转换光谱则揭示了Er3+离子在不同激发条件下发射光的特性。他们观察到的肉眼可见的眩目绿色上转换发光，表明Er3+离子在Yb3+离子的帮助下，成功地将低能光子转化为高能光子。 研究发现，Yb3+/Er3+摩尔比对上转换发光强度有显著影响。当Yb3+离子的比例增加时，由于更多的能量传递给Er3+离子，因此发光强度增强。然而，绿色和红色发光之间的最佳比例出现在Yb3+/Er3+比率为3的时候，这表明存在一个优化的Yb3+离子浓度，使得上转换效率最高。 此外，这种TeO2-Nb2O5-Li2O玻璃因其优异的光学性能，被推荐用于激光二极管泵浦的微型固态激光器。这是因为上转换过程可以有效地利用激光二极管发出的近红外光，产生所需的短波长光，从而提高激光器的效率和性能。 这项研究不仅深入探讨了Er3+/Yb3+共掺玻璃的上转换发光机理，还为设计和优化适用于激光技术的新型玻璃材料提供了理论基础和实验依据。这种研究对于提升光纤通信的传输效率、开发高效固态激光器以及生物成像等应用具有重要意义。