章喆 1李明宇 1,2,*肖泽华 1潘伦 2[ ... ]李秋顺 4
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 浙江光尖电子技术有限公司,浙江 温州 325011
3 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
4 齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院生物研究所,山东 济南 250103
研究了一种硅光子芯片空间光耦合系统,简化了集成光子芯片用光纤阵列耦合的方式,通过将1550 nm附近波段的光通过空间光学系统,经光栅耦合器垂直耦合进入集成光子芯片,经过波导与微环谐振腔实现光学传感,采用多模光纤收集出射能量,并进行温度传感测试。实验结果表明,用波长探测方式,得到自由光谱范围(FSR)为0.85 nm,Q值为16321的环形谐振腔直通端透射谱线。在温度传感测试中,其灵敏度达到127 pm/℃。通过进一步对比测试表明,空间光耦合与光纤阵列光耦合只在插入损耗方面有所差距,耦合系统可得到较好的温度传感测试结果。空间光耦合具有更换传感器芯片便捷,容易实现多通道测试等优点。
集成光子芯片 光耦合系统 光栅耦合器 光谱扫描 温度传感 integrated photonic chip optical coupling system grating coupler spectrum scanning temperature sensor 
光学仪器
2023, 45(5): 79
作者单位
摘要
1 河北大学 物理科学与技术学院,河北 保定 071002
2 河北省半导体照明与显示关键材料重点实验室,河北 保定 071000
白光发光二极管(LED)在固态照明中应用广泛,其中蓝色荧光粉因发挥十分重要的作用而成为当前研究的热点。本文采用高温固相法合成了KYBaSi2O7∶Bi3+蓝色荧光粉,研究了材料的发光特性。结果显示,在370 nm光激发下,KYBaSi2O7∶Bi3+呈现出覆盖380~600 nm、主峰位于418 nm的不对称宽带发射;Bi3+离子的发光存在浓度猝灭现象;温度升高时,材料表现出了较好的温度稳定性,在400 K时仍能保持64%的初始强度。此外,将其和商用荧光粉以及370 nm的近紫外芯片结合制成了白光LED,其色坐标为(0.368 2,0.398 1),色温为4 463 K,表明利用该材料可以实现近紫外基白光LEDs。
发光 荧光粉 KYBaSi2O7∶Bi3+ luminescence phosphor KYBaSi2O7∶Bi3+ 
发光学报
2022, 43(7): 1078
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Optical Engineering, School of Opto-Electronic Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
2 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Centre for Integrated Optoelectronics, Department of Optical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
3 Jinan GK Medtech Science and Technology Development Co., Ltd., Jinan 250000, China
Based on the Vernier effect of the cascaded double ring resonator (CDRR) sensor, a sensor consisting of a microfluidic control system, a sensing ring, and a reference ring with a micro-heater for thermal tuning is proposed in this paper. In wavelength interrogation, a broadband spectrometer or a large tunable range laser is not required. The shift of the output spectrum caused by the refractive index change of the sample is converted into the change of the electric power by the thermal tuning heater. Due to the Vernier effect, the sensitivity of the sensor is 20 times higher than that of the single ring. The spectral envelope of the thermal-optic tuning of the sensor was fitted by a Gaussian function in the wavelength range of 8 nm. The experimental results showed that the sensitivity was 33.703 W/RIU, and the limit of detection was 1.34×10-5 RIU.
cascaded double ring optical resonators Vernier effect thermal-optic effect 
Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 011301
李璇璇 1,2,*王大伟 1,2杨志平 3李旭 3[ ... ]张楠 3
作者单位
摘要
1 河北利福光电技术有限公司, 河北 保定 071002
2 河北省半导体照明与显示关键材料重点实验室, 河北 保定 071000
3 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
以Sr3N2、Eu2O3、AlN和Li3N为原料, 利用高压氮化烧结制备了系列高显色LED用红色荧光粉(Sr0.96,Eu0.04)LiAl3N4。通过XRD、SEM图像和激发发射光谱研究了不同Sr3N2用量、不同助熔剂对荧光粉颗粒和发光性能的影响。XRD及XRD Rietveld精修结果表明, 1.3倍Sr3N2原料所得的粉体具有更纯的晶相, 此时发光强度达到最大。研究了分别以氯化物和氟化物作为助熔剂对烧结粉体发光效果以及颗粒形貌的影响, 结果表明LiCl和NH4F的助熔效果较好。将LiCl和NH4F作为组合助剂, 研究了不同组合比例对荧光粉发光性能的影响, 实验确定组合比例为1∶1时可得到颗粒分散性较好的窄谱带红光荧光粉, 发光强度比未使用助熔剂时提高了近4倍。红色荧光粉(Sr0.96,Eu0.04)LiAl3N4粉体与GAG535绿粉组合进行4 000 K白光封装测试, 结果表明该器件具有较高的发光效率, 显色指数Ra高达91.9, 适用于高显色指数的封装方案。
高显色 红光荧光粉 助熔剂 high color rendition red phosphor flux 
发光学报
2020, 41(7): 800
作者单位
摘要
河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
以Sr6Ca4(PO4)6F2为基质、Eu2+/Mn2+为掺杂离子、H3BO3为助剂, 利用固相法制备了系列发光材料。由X射线衍射图可知, 材料的相是单一的。利用Mn2+离子的浓度猝灭效应以及Eu2+-Mn2+能量传递过程中存在的“瓶颈效应”和“反瓶颈效应”解释了Sr6Ca4(PO4)F2∶Eu2+,Mn2+量子效率降低的原因。通过添加助剂H3BO3及调控阳离子的方式有效地提高了Sr6Ca4(PO4)F2∶Eu2+,Mn2+的量子效率, 采用精修手段分析了发光中心所处晶体场环境的变化情况, 并解释了两种调控过程中Eu2+和Mn2+发射强度变化的原因。
发光 能量传递 阳离子替换 luminescence Sr6Ca4(PO4)6F2 Sr6Ca4(PO4)6F2 energy transfer cation substitution 
发光学报
2020, 41(6): 670
作者单位
摘要
1 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定071002
2 河北大学 电子与信息工程学院, 河北 保定071002
3 河北利福光电技术有限公司, 河北 保定071002
使用高温固相法于还原气氛中合成了SrLiAl3N4: Eu2+荧光粉并研究了其晶体结构和发光性质。样品均可以被蓝光或紫外光有效激发发射红光。XRD和SEM图谱显示合成了单相SrLiAl3N4。粉体的激发光谱在200~600 nm波长范围内呈现出双峰宽带激发带, 在267 nm、474 nm处分别有一个激发峰。发射光谱仅有一个宽带发射峰, 峰值在654 nm处, 属于Eu2+离子的5d→4f特征跃迁。荧光粉发光强度与Eu2+离子掺杂摩尔分数之间的关系表明: 随着Eu2+离子掺杂摩尔分数的增加, 粉体发光强度先上升后下降, 最佳掺杂摩尔分数为0.4%, 继续增大Eu2+离子的掺杂量会发生浓度猝灭现象。所准备的SrLiAl3N4: Eu2+荧光粉具有较好的热稳定性和较高的量子效率。
高温固相法 荧光粉 红光 high temperature solid-state reaction phosphor red Eu2+ Eu2+ 
发光学报
2016, 37(1): 1
作者单位
摘要
1 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
2 河北大学 电子信息工程学院, 河北 保定 071002
采用高温固相法合成了适合近紫外光、蓝光激发的K2ZnSiO4∶Eu3+红色荧光粉,研究了该荧光粉的发光特性.XRD结果显示,所合成的荧光粉主晶相为K2ZnSiO4.样品的激发光谱由O2-→Eu3+电荷迁移带(200~350 nm)和Eu3+离子的特征激发峰(350~500 nm)组成,最强峰位于396 nm,次强峰位于466 nm.在396 nm和466 nm激发下,样品均呈多峰发射,分别由Eu3+离子的5D0→7FJ(J= 0,1,2,3,4)能级跃迁产生,其中619 nm处峰值最大.增加Eu3+离子的掺杂浓度,荧光粉的发光逐渐增强.在实验测定的浓度范围内,未出现浓度猝灭现象.不同Eu3+浓度样品的色坐标均位于色品图红光区,非常接近NTSC标准.
荧光粉 红色 Eu3+掺杂 高温固相法 phosphor red Eu3+ doping high temperature solid state reaction 
发光学报
2015, 36(4): 377
作者单位
摘要
1 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定071002
2 河北北方学院 理学院, 河北 张家口075000
3 清华大学热能系 电力系统与发电设备控制与仿真国家重点实验室, 北京100084
采用高温固相法合成了适合紫外-近紫外激发的BaLa2-xZnO5∶xTb3+绿色荧光粉, 并对样品的晶格结构和发光性质进行了研究。结果表明: BaLn2ZnO5属于四方晶系, 具有空间群I4/mcm, 基本结构由LaO8、BaO10和ZnO4多面体组成。样品的激发光谱为4f75d1宽带吸收, 激发峰位于241 nm和279 nm。用279 nm紫外光源激发样品, 发射峰位于548 nm。在Tb3+掺杂量为x=0.3时发光强度最大。掺杂量x>0.03时发生浓度猝灭现象。根据能量共振理论, BaLa2-xZnO5∶xTb3+荧光粉的浓度猝灭机理是电偶极-电偶极相互作用。
荧光粉 发光性质 晶体结构 phosphor luminescence properties crystal structure BaLa2ZnO5∶Tb3+ BaLa2ZnO5∶Tb3+ 
发光学报
2014, 35(10): 1153
作者单位
摘要
1 河北大学物理科学与技术学院
2 河北大学电子信息工程学院,河北 保定 071002
采用高温固相法合成了Ca3Y2-2x(Si3O9)2∶2xSm3+系列荧光粉,并表征了材料的发光特性.X射线衍射图谱表明:得到的样品为纯相Ca3Y2(Si3O9)2晶体;样品的激发光谱主要来源于Sm3+的特征激发;分别采用紫外、近紫外和蓝光作为激发源,样品均发射橙红光.在402 nm近紫外光激发下,Ca3Y2(Si3O9)2∶Sm3+发射光谱主要由3个峰组成,发射峰值分别位于565 nm、604 nm和651 nm,归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5, 7, 9)跃迁,其中发射主峰位于604 nm处.通过时间分辨光谱测得Sm3+的4G5/2能级的荧光寿命.随着Sm3+摩尔浓度的增加,样品发光强度先增强后减弱,当x=0.02时发光强度达到最大,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.
橙红色 荧光粉 发光 浓度猝灭机理 Reddish-orange Phosphors Luminescence Sm3+ Sm3+ Concentration quenching mechanism 
光子学报
2014, 43(3): 0316002
作者单位
摘要
1 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定071002
2 河北大学 电子信息工程学院, 河北 保定071002
采用高温固相法制备了Ca10Li(PO4)7∶Dy3+发光材料,研究了Dy3+在Ca10Li(PO4)7基质中的发光特性。XRD测量结果表明, 烧结温度为1 050 ℃时所制备的样品为纯相Ca10Li(PO4)7晶体。从激发谱可以看出样品主激发峰位于349 nm(6H15/2→6P7/2),363 nm(6H15/2→6P5/2),385 nm(6H15/2→6M21/2),样品可被UV-LED管芯有效激发。发射谱由位于481 nm(蓝)和572 nm(黄)的两个峰组成,对应的能级跃迁为4F9/2→6H15/2、6H13/2。研究了不同Dy3+掺杂浓度对发光强度的影响,当Dy3+的摩尔分数为10%时发光最强。掺入Ce3+作为敏化剂,Ce3+→Dy3+发生共振能量传递,当掺杂量为10%Dy3+、14%Ce3+时,样品发光最强,其强度为单掺10%Dy3+时的13.4倍,发光颜色由黄白变为蓝白。
发光 浓度猝灭 能量传递 Ca10Li(PO4)7∶Dy3+ Ca10Li(PO4)7∶Dy3+ Ce3+ Ce3+ luminescence concentration quenching energy transfer 
发光学报
2013, 34(10): 1279

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