Er3+-Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换绿光激发过程的研究

董力强; 黄世华; 温红宇; 杨艳民; 王大伟; 段晓霞

doi:10.7498/aps.58.8617

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Er3+-Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换绿光激发过程的研究

董力强 , 黄世华 , 温红宇 , 杨艳民 , 王大伟 , 段晓霞

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Er3+-Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换绿光激发过程的研究

董力强, 黄世华, 温红宇, 杨艳民, 王大伟, 段晓霞

物理学报, 2009, 58(12): 8617-8622.

doi: 10.7498/aps.58.8617

Excitation processes of up-conversion green emission for Er3+ and Yb3+ codoped tellurite glass

Dong Li-Qiang, Huang Shi-Hua, Wen Hong-Yu, Yang Yan-Min, Wang Da-Wei, Duan Xiao-Xia

Acta Phys. Sin., 2009, 58(12): 8617-8622.

doi: 10.7498/aps.58.8617

摘要
根据Er3+-Yb3+共掺碲酸盐玻璃绿光上转换发光的能级结构和相关跃迁建立的速率方程模型，分析了Er3+的4S3/2能级上升特性与4I11/2能级和Yb3+的2F5/2能级的关系.通过模型对实验观测的上升和衰减曲线的拟合，确定速率方程模型的相关参数，计算4S3/2能级粒子数布居趋于稳定时能量传递粒子数与激发态吸收粒子数之比.进一步分析了Er3+-Yb3+共掺绿光上转换发光的动力学过程.

关键词:
速率方程模型 /

上转换 /

Er3+-Yb3+ /

方波激发
Abstract
This paper analyzed the build-up characteristics of Er3+ 4S3/2 and the relationships between Er3+ 4S3/2，4I11/2 and Yb3+ 2F5/2 according to the energy structure for green up-conversion emission and relative transition rating function model for Er3+-Yb3+ codoped tellurite glass. Through fitting the build-up and decay curves by the model the relative parameters for rating equation model were determined，and the relative value between energy transfer and excited state absorption when population of 4S3/2 energy tend to be stable was calculated，also the dynamic processes in green up-conversion emission of Er3+-Yb3+ codoped tellurite glass were analyzed.

Keywords:
rating equation model /

up-conversion /

Er3+-Yb3+ /

square wave excitation
作者及机构信息
董力强²,

黄世华¹,

温红宇³,

杨艳民⁴,

王大伟¹,

段晓霞¹

(1)北京交通大学光电子技术研究所，发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044; (2)北京交通大学光电子技术研究所，发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044；防化研究院，北京 102205; (3)防化研究院，北京 102205; (4)河北大学物理科学与技术学院，保定 071002

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：10434030，10774012）和北京交通大学科研基金（批准号：2006XM038，2007XM048）资助的课题.
Authors and contacts
Dong Li-Qiang²,

Huang Shi-Hua¹,

Wen Hong-Yu³,

Yang Yan-Min⁴,

Wang Da-Wei¹,

Duan Xiao-Xia¹

(1)北京交通大学光电子技术研究所，发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044; (2)北京交通大学光电子技术研究所，发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044；防化研究院，北京 102205; (3)防化研究院，北京 102205; (4)河北大学物理科学与技术学院，保定 071002
参考文献

施引文献

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[2]	高当丽, 李蓝星, 冯小娟, 种波, 辛红, 赵瑾, 张翔宇. Yb浓度对功率依赖的上转换荧光色彩的敏感度调控. 物理学报, 2018, 67(22): 223201. doi: 10.7498/aps.67.20181167
[3]	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
[4]	潘成龙, 刘红利, 郭芸, 景姝, 孙静, 周禾丰, 王华. BaMgF4：Er3+, Yb3+上转换纳米晶的合成及其发光性能研究. 物理学报, 2014, 63(15): 154211. doi: 10.7498/aps.63.154211
[5]	翟梓会, 孙佳石, 张金苏, 李香萍, 程丽红, 仲海洋, 李晶晶, 陈宝玖. 试验优化设计Tm3+/Yb3+共掺钼酸钇钠荧光粉上转换发光性质的研究. 物理学报, 2013, 62(20): 203301. doi: 10.7498/aps.62.203301
[6]	郭琳娜, 王育华. 共沉淀法制备Y2SiO5∶Er3+ ,Yb3+ ,Tm3+及其上转换发光性能研究. 物理学报, 2011, 60(2): 027803. doi: 10.7498/aps.60.027803
[7]	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
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[11]	李成仁, 明成国, 李淑凤, 丁建华, 王宝成, 张丽. 镱铒共掺Al2O3薄膜上转换机理及其温度特性. 物理学报, 2008, 57(10): 6604-6608. doi: 10.7498/aps.57.6604
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[13]	韩琳, 宋峰, 邹昌光, 苏静, 闫立华, 田建国, 张光寅. Tm3+离子掺杂的钨酸钇钠晶体中浓度猝灭效应的研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4187-4193. doi: 10.7498/aps.56.4187
[14]	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
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[17]	谭　浩, 宋　峰, 苏　静, 商美茹, 付　博, 张光寅, 程振祥, 陈焕矗. Er3+，Tm3+共掺的NaY(WO4)2晶体的光谱分析和上转换发光. 物理学报, 2004, 53(2): 631-635. doi: 10.7498/aps.53.631
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[19]	宋峰, 谭浩, 商美茹, 张光寅, 程振祥, 陈焕矗. 掺Er3+的NaY(WO4)2晶体的光谱特性. 物理学报, 2002, 51(10): 2375-2379. doi: 10.7498/aps.51.2375
[20]	冯衍, 宋峰, 赵丽娟, 张潮波, 郭红沧, 张光寅. LD抽运Nd:YVO4晶体中的上转换及其影响. 物理学报, 2001, 50(2): 335-340. doi: 10.7498/aps.50.335

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doi: 10.7498/aps.58.8617.

Er3+-Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换绿光激发过程的研究

1. (1)北京交通大学光电子技术研究所，发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044; (2)北京交通大学光电子技术研究所，发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044；防化研究院，北京 102205; (3)防化研究院，北京 102205; (4)河北大学物理科学与技术学院，保定 071002

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：10434030，10774012）和北京交通大学科研基金（批准号：2006XM038，2007XM048）资助的课题.

收稿日期: 2008-12-01
修回日期: 2009-03-29
刊出日期: 2009-06-05

摘要: 根据Er3+-Yb3+共掺碲酸盐玻璃绿光上转换发光的能级结构和相关跃迁建立的速率方程模型，分析了Er3+的4S3/2能级上升特性与4I11/2能级和Yb3+的2F5/2能级的关系.通过模型对实验观测的上升和衰减曲线的拟合，确定速率方程模型的相关参数，计算4S3/2能级粒子数布居趋于稳定时能量传递粒子数与激发态吸收粒子数之比.进一步分析了Er3+-Yb3+共掺绿光上转换发光的动力学过程.

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