搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

用锥光纤微球研究Er3+/Yb3+共掺氟氧玻璃陶瓷的发光特性

黄婧 黄衍堂 吴天娇 黄玉 张培进 郭长磊

用锥光纤微球研究Er3+/Yb3+共掺氟氧玻璃陶瓷的发光特性

黄婧, 黄衍堂, 吴天娇, 黄玉, 张培进, 郭长磊
PDF
导出引用
导出核心图
  • 采用高温煅烧法制备了Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷新材料(41.2SiO2-29.4Al2O3-17.6Na2CO3-11.8LaF3-0.5ErF3-2.5YbF3),并制作了透明带柄微球. 提出了用锥光纤微球耦合系统研究Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷材料发光特性的新方法. 它具有所需激发光功率低、制备简便和便于测试的特点. 用锥光纤作为耦合器将976 nm 激光高效耦合入微球,并将产生的荧光和激光耦合出微球输到光谱分析仪,测量到了强的522,545和657 nm 上转换荧光,也测到Er3+产生的1562 nm激光振荡光谱图. 分析了Er3+/Yb3+共掺氟氧玻璃陶瓷微球中Er3+上转换发光的机理、发光效率高的机理,分析了在氟氧玻璃陶瓷微球中产生激光振荡阈值比在SiO2基质微球中高的机理.
    [1]

    Yan F P, Wei H, Fu Y J, Wang L, Zheng K, Mao X Q, Liu P, Peng J, Liu L S, Jian S S 2009 Acta Phys. Sin. 58 6300 (in Chinese) [延凤平, 魏淮, 傅永军, 王琳, 郑凯, 毛向桥, 刘鹏, 彭健, 刘利松, 简水生 2009 物理学报 58 6300]

    [2]

    Maciel G S, Rakov N, de Araújo, Cid B, Messaddeq Y 1999 J. Opt, Soc. Am. B 16 1995

    [3]

    Downing E, Desselink L, Ralston J, Macfarlane R 1996 Science 273 1185

    [4]

    Yang D L, Hou Y Y, Zhao X, Liu G S, Lin H, Liu K, Edwin Y B P 2006 Acta Phys. Sin. 55 4304 (in Chinese) [杨殿来, 侯嫣嫣, 赵昕, 刘贵山, 林海, 刘克, Edwin Yue-Bun Pun 2006 物理学报 55 4304]

    [5]

    Mortier M, Goldner P, Chateau C, Genotelle M 2001 J. Alloys Comp. 323-324 245

    [6]

    Zhao S L, Zheng F, Xu S Q, Wang H P, Wang B L 2009 Chin. Opt. Lett. 7 416

    [7]

    Chen D Q, Yu Y L, Huang P, Weng F Y, Lin H, Wang Y S 2009 Appl. Phys. Lett. 94 041909

    [8]

    Hu Y B, Qiu J B, Zhou D C, Song Z G, Yang Z W, Wang R F, Jiao Q, Zhou D L 2014 Chin. Phys. B 23 024205

    [9]

    Meng J, Zhao L J, Yu H, Tang L Q, Liang Q, Yu X Y, Tang B Q, Su J, Xu J J 2005 Acta Phys. Sin. 54 1442 (in Chinese) [孟婕, 赵丽娟, 余华, 唐莉勤, 梁沁, 禹宣伊, 唐柏权, 苏静, 许京军 2005 物理学报 54 1442]

    [10]

    Kuang F H, Yan Q Z, Wang S M, Ge C C 2009 Mater. Rev. 13 44 (in Chinese) [旷峰华, 燕青芝, 王树明, 葛昌纯 2009 材料导报 13 44]

    [11]

    Wang Y, Ohwaki J 1993 Appl. Phys. Lett. 63 3268

    [12]

    Dejneka M J 1998 J. Non-Cryst. Solids 239 149

    [13]

    Chen D Q, Wang Y S, Zheng K L, Guo T L, Yu Y L, Huang P 2007 Appl. Phys. Lett. 91 251903

    [14]

    Xiao S G, Yang X L, Yang L W, Yang Y M, Liu Z W 2002 J. Mater. Sci. Lett. 21 1139

    [15]

    Gan Z S, Yu H, Li Y M, Wang Y N, Chen H, Zhao L J 2008 Acta Phys. Sin. 57 5699 (in Chinese) [甘棕松, 余华, 李妍明, 王亚楠, 陈晖, 赵丽娟 2008 物理学报 57 5699]

    [16]

    Xiao S C, Zheng T, Sang Q, L J W 2012 Chin. J. Luminescence 33 275 (in Chinese) [肖生春, 郑涛, 桑琦, 吕景文 2012 发光学报 33 275]

    [17]

    Liu C, Kaiser T, Lange S, Schweiger G 1995 Opt. Commun. 117 521

    [18]

    Spillane S M, Kippenberg T J, Vahala K J 2002 Nature 415 621

    [19]

    Spillane S M, Kippenberg T J, Painter O J, Vahala K J 2003 Phys. Rev. Lett. 91 043902

    [20]

    Zhang P J, Huang Y, Guo C L, Huang Y T 2013 Acta Phys. Sin. 62 224207 (in Chinese) [张培进, 黄玉, 郭长磊, 黄衍堂 2013 物理学报 62 224207]

    [21]

    Huang Y, Zhang P J, Guo C L, Huang Y T 2013 IEEE Photon. Technol. Lett. 25 1385

    [22]

    Kalkman J, Tchebotareva A, Polman A, Kippenberg T J, Min B, Vahala K J 2006 J. Appl. Phys. 99 083103

    [23]

    Armani A M, Armani D K, Min B, Vahala K J, Spillane S M 2005 Appl. Phys. Lett. 87 151118

    [24]

    Huang Y T, Huang Y, Zhang P J, Guo C L 2014 Aip Adv. 4 027113

    [25]

    Guo C L, Huang Y, Zhang P J, Huang Y T 2012 Chin. J. Lasers 40 0302004 (in Chinese) [郭长磊, 黄玉, 张培进, 黄衍堂 2012 中国激光 40 0302004]

    [26]

    Huang Y T, Zhang P J, Huang Y, Guo C L 2013 J. Modern Phys. 4 1622

    [27]

    Chen X B, Li M X, Sawanobori N, Zeng Z, Nie Y X 2000 Acta Phys. Sin. 49 2482 (in Chinese) [陈晓波, 李美仙, Sawanobori N, 曾哲, 聂玉昕 2000 物理学报 49 2482]

    [28]

    Dantelle G, Mortier M, Vivien D 2005 J. Mater. Res. 20 472

    [29]

    Hu Z J, Wang Y S, Ma E, Chen D Q, Bao F 2007 Mater. Chem. Phys. 101 234

    [30]

    Miyakawa T, Dexter D L 1970 Phys. Rev. B 1 2961

    [31]

    Shin J H, Serna R, van den Hoven G N, Polman A, van Sark W G J H M, Vredenverg A M 1996 Appl. Phys. Lett. 68 997

    [32]

    Tanabe S, Ohyagi T, Soga N, Hanada T 1992 Phys. Rev. B 46 3305

  • [1]

    Yan F P, Wei H, Fu Y J, Wang L, Zheng K, Mao X Q, Liu P, Peng J, Liu L S, Jian S S 2009 Acta Phys. Sin. 58 6300 (in Chinese) [延凤平, 魏淮, 傅永军, 王琳, 郑凯, 毛向桥, 刘鹏, 彭健, 刘利松, 简水生 2009 物理学报 58 6300]

    [2]

    Maciel G S, Rakov N, de Araújo, Cid B, Messaddeq Y 1999 J. Opt, Soc. Am. B 16 1995

    [3]

    Downing E, Desselink L, Ralston J, Macfarlane R 1996 Science 273 1185

    [4]

    Yang D L, Hou Y Y, Zhao X, Liu G S, Lin H, Liu K, Edwin Y B P 2006 Acta Phys. Sin. 55 4304 (in Chinese) [杨殿来, 侯嫣嫣, 赵昕, 刘贵山, 林海, 刘克, Edwin Yue-Bun Pun 2006 物理学报 55 4304]

    [5]

    Mortier M, Goldner P, Chateau C, Genotelle M 2001 J. Alloys Comp. 323-324 245

    [6]

    Zhao S L, Zheng F, Xu S Q, Wang H P, Wang B L 2009 Chin. Opt. Lett. 7 416

    [7]

    Chen D Q, Yu Y L, Huang P, Weng F Y, Lin H, Wang Y S 2009 Appl. Phys. Lett. 94 041909

    [8]

    Hu Y B, Qiu J B, Zhou D C, Song Z G, Yang Z W, Wang R F, Jiao Q, Zhou D L 2014 Chin. Phys. B 23 024205

    [9]

    Meng J, Zhao L J, Yu H, Tang L Q, Liang Q, Yu X Y, Tang B Q, Su J, Xu J J 2005 Acta Phys. Sin. 54 1442 (in Chinese) [孟婕, 赵丽娟, 余华, 唐莉勤, 梁沁, 禹宣伊, 唐柏权, 苏静, 许京军 2005 物理学报 54 1442]

    [10]

    Kuang F H, Yan Q Z, Wang S M, Ge C C 2009 Mater. Rev. 13 44 (in Chinese) [旷峰华, 燕青芝, 王树明, 葛昌纯 2009 材料导报 13 44]

    [11]

    Wang Y, Ohwaki J 1993 Appl. Phys. Lett. 63 3268

    [12]

    Dejneka M J 1998 J. Non-Cryst. Solids 239 149

    [13]

    Chen D Q, Wang Y S, Zheng K L, Guo T L, Yu Y L, Huang P 2007 Appl. Phys. Lett. 91 251903

    [14]

    Xiao S G, Yang X L, Yang L W, Yang Y M, Liu Z W 2002 J. Mater. Sci. Lett. 21 1139

    [15]

    Gan Z S, Yu H, Li Y M, Wang Y N, Chen H, Zhao L J 2008 Acta Phys. Sin. 57 5699 (in Chinese) [甘棕松, 余华, 李妍明, 王亚楠, 陈晖, 赵丽娟 2008 物理学报 57 5699]

    [16]

    Xiao S C, Zheng T, Sang Q, L J W 2012 Chin. J. Luminescence 33 275 (in Chinese) [肖生春, 郑涛, 桑琦, 吕景文 2012 发光学报 33 275]

    [17]

    Liu C, Kaiser T, Lange S, Schweiger G 1995 Opt. Commun. 117 521

    [18]

    Spillane S M, Kippenberg T J, Vahala K J 2002 Nature 415 621

    [19]

    Spillane S M, Kippenberg T J, Painter O J, Vahala K J 2003 Phys. Rev. Lett. 91 043902

    [20]

    Zhang P J, Huang Y, Guo C L, Huang Y T 2013 Acta Phys. Sin. 62 224207 (in Chinese) [张培进, 黄玉, 郭长磊, 黄衍堂 2013 物理学报 62 224207]

    [21]

    Huang Y, Zhang P J, Guo C L, Huang Y T 2013 IEEE Photon. Technol. Lett. 25 1385

    [22]

    Kalkman J, Tchebotareva A, Polman A, Kippenberg T J, Min B, Vahala K J 2006 J. Appl. Phys. 99 083103

    [23]

    Armani A M, Armani D K, Min B, Vahala K J, Spillane S M 2005 Appl. Phys. Lett. 87 151118

    [24]

    Huang Y T, Huang Y, Zhang P J, Guo C L 2014 Aip Adv. 4 027113

    [25]

    Guo C L, Huang Y, Zhang P J, Huang Y T 2012 Chin. J. Lasers 40 0302004 (in Chinese) [郭长磊, 黄玉, 张培进, 黄衍堂 2012 中国激光 40 0302004]

    [26]

    Huang Y T, Zhang P J, Huang Y, Guo C L 2013 J. Modern Phys. 4 1622

    [27]

    Chen X B, Li M X, Sawanobori N, Zeng Z, Nie Y X 2000 Acta Phys. Sin. 49 2482 (in Chinese) [陈晓波, 李美仙, Sawanobori N, 曾哲, 聂玉昕 2000 物理学报 49 2482]

    [28]

    Dantelle G, Mortier M, Vivien D 2005 J. Mater. Res. 20 472

    [29]

    Hu Z J, Wang Y S, Ma E, Chen D Q, Bao F 2007 Mater. Chem. Phys. 101 234

    [30]

    Miyakawa T, Dexter D L 1970 Phys. Rev. B 1 2961

    [31]

    Shin J H, Serna R, van den Hoven G N, Polman A, van Sark W G J H M, Vredenverg A M 1996 Appl. Phys. Lett. 68 997

    [32]

    Tanabe S, Ohyagi T, Soga N, Hanada T 1992 Phys. Rev. B 46 3305

  • [1] 杨殿来, 侯嫣嫣, 赵 昕, 刘贵山, 林 海, 刘 克, Edwin Yue-Bun Pun. Tm3+/Yb3+共掺铋碲酸盐玻璃中的高效蓝色上转换荧光. 物理学报, 2006, 55(8): 4304-4309. doi: 10.7498/aps.55.4304
    [2] 杨延强, 宋维斯, 苏文辉, 安利民, 曾庆辉, 朝克夫, 孔祥贵. 低强度飞秒激光激发下CdTe和CdTe/CdS核壳量子点的荧光上转换研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7914-7920. doi: 10.7498/aps.58.7914
    [3] 张远宪, 普小云, 祝昆, 韩德昱, 江楠. 回音壁模式光纤激光器的阈值特性研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3179-3184. doi: 10.7498/aps.58.3179
    [4] 刘军辉, 毛艳丽, 韩俊鹤, 翟凤潇, 马文波, 吴谊群. 一种新的芴类衍生物的三光子吸收诱导荧光和光限幅效应研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5173-5177. doi: 10.7498/aps.54.5173
    [5] 吴朝辉, 宋 峰, 刘淑静, 覃 斌, 苏 静, 田建国, 张光寅. 上转换对Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃激光器输出的影响. 物理学报, 2005, 54(12): 5637-5641. doi: 10.7498/aps.54.5637
    [6] 吴文智, 郑植仁, 刘伟龙, 杨延强, 苏文辉, 张建平, 闫玉禧, 金钦汉. 水溶性CdTe量子点的稳态和纳秒时间分辨光致发光光谱. 物理学报, 2007, 56(5): 2926-2930. doi: 10.7498/aps.56.2926
    [7] 甘棕松, 余 华, 李妍明, 王亚楠, 陈 晖, 赵丽娟. Tm3+/Yb3+共掺氟氧硅铝酸盐玻璃陶瓷蓝色上转换发光研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5699-5704. doi: 10.7498/aps.57.5699
    [8] 张勤远, 刘粤惠, 杨中民, 姜中宏. Yb3+/Er3+共掺锗碲酸盐玻璃上转换发光增强机理的研究. 物理学报, 2005, 54(5): 2013-2018. doi: 10.7498/aps.54.2013
    [9] 肖思国, 阳效良, 丁建文. Er3+/Yb3+掺杂氟硅铅酸盐微晶玻璃的上转换发光. 物理学报, 2009, 58(10): 6858-6862. doi: 10.7498/aps.58.6858
    [10] 刘丽莎, 吕树臣, 孙江亭. Er3+/Yb3+共掺TeO2-WO3-Bi2O3玻璃的光谱性质和上转换发光. 物理学报, 2010, 59(9): 6637-6641. doi: 10.7498/aps.59.6637
    [11] 戴世勋, 厉旭杰, 聂秋华, 徐铁峰, 沈 祥, 王训四. Yb3+敏化的Er3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的上转换发光研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5518-5525. doi: 10.7498/aps.56.5518
    [12] 王吉有, 赵丽娟, 张存洲, 张光寅, 国伟林, 林志明, 宋广智. 高光强激发下Er3+/Yb3+共掺TiBa玻璃的绿光上转换发光. 物理学报, 2002, 51(8): 1861-1864. doi: 10.7498/aps.51.1861
    [13] 高伟, 董军, 王瑞博, 王朝晋, 郑海荣. Er3+/Yb3+共掺NaYF4/LiYF4微米晶体的上转换荧光特性. 物理学报, 2016, 65(8): 084205. doi: 10.7498/aps.65.084205
    [14] 柳祝平, 唐景平, 胡丽丽, 姜中宏. Cr3+,Yb3+,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃转镜调Q激光性质研究. 物理学报, 2005, 54(9): 4422-4426. doi: 10.7498/aps.54.4422
    [15] N.Sawanobori, 李美仙, 曾 哲, 陈晓波, 聂玉昕. 掺Er3+氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光. 物理学报, 2000, 49(12): 2482-2487. doi: 10.7498/aps.49.2482
    [16] 吴朝晖, 宋 峰, 刘淑静, 蔡 虹, 苏 静, 田建国, 张光寅. LD抽运Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器的理论分析和数值计算. 物理学报, 2006, 55(9): 4659-4664. doi: 10.7498/aps.55.4659
    [17] 徐时清, 金尚忠, 赵士龙, 张丽艳, 王宝玲, 王 玮, 鲍仁强, 章 珏. Tm3+/Yb3+共掺氧卤碲酸盐玻璃上转换发光研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2714-2718. doi: 10.7498/aps.56.2714
    [18] 徐时清, 汪国年, 张军杰, 戴世勋, 胡丽丽, 姜中宏. Er3+掺杂重金属氧氟硅酸盐玻璃的上转换发光研究. 物理学报, 2004, 53(6): 1840-1844. doi: 10.7498/aps.53.1840
    [19] 冯衍, 陈晓波, 郝昭, 张光寅, 宋峰, 李美仙. Tm3+,Yb3+共掺ZBLAN玻璃中的能量传递与上转换. 物理学报, 1997, 46(12): 2454-2460. doi: 10.7498/aps.46.2454
    [20] 孙佳石, 李树伟, 石琳琳, 周天民, 李香萍, 张金苏, 程丽红, 陈宝玖. 试验优化设计Er3+/Yb3+共掺BaGd2ZnO5荧光粉及其上转换发光性质. 物理学报, 2015, 64(24): 243301. doi: 10.7498/aps.64.243301
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  476
  • PDF下载量:  635
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-09
  • 修回日期:  2014-03-09
  • 刊出日期:  2014-06-20

用锥光纤微球研究Er3+/Yb3+共掺氟氧玻璃陶瓷的发光特性

  • 1. 福州大学物理与信息工程学院, 福州 350108;
  • 2. 厦门大学信息科学与技术学院, 厦门 361005

摘要: 采用高温煅烧法制备了Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷新材料(41.2SiO2-29.4Al2O3-17.6Na2CO3-11.8LaF3-0.5ErF3-2.5YbF3),并制作了透明带柄微球. 提出了用锥光纤微球耦合系统研究Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷材料发光特性的新方法. 它具有所需激发光功率低、制备简便和便于测试的特点. 用锥光纤作为耦合器将976 nm 激光高效耦合入微球,并将产生的荧光和激光耦合出微球输到光谱分析仪,测量到了强的522,545和657 nm 上转换荧光,也测到Er3+产生的1562 nm激光振荡光谱图. 分析了Er3+/Yb3+共掺氟氧玻璃陶瓷微球中Er3+上转换发光的机理、发光效率高的机理,分析了在氟氧玻璃陶瓷微球中产生激光振荡阈值比在SiO2基质微球中高的机理.

English Abstract

参考文献 (32)

目录

    /

    返回文章
    返回