1 北京师范大学物理系, 应用光学北京重点实验室, 分析测试中心, 北京100875
2 北京大学物理学院, 北京100871
3 福州大学物理系, 福建 福州350108
4 北京物科光电有限公司, 北京100080
5 中国科学院物理所, 北京100080
根据掺杂Er3+(0.5%)的YVO4样品的吸收光谱, 用Jubb—Ofelt理论拟合出唯象强度参量Ωλ, 并由此计算了激发能级的振子强度、 自发辐射跃迁速率、 荧光分支比和积分发射截面等光谱参量。 并根据这些光学参量, 分析了Er3+∶YVO4晶体的应用价值。 其中, 特别是4I13/2→4I15/2, 2H11/2→4I15/2, 4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2等几个强发光能级具有较大的振子强度(大于10－6)和积分发射截面(大于10－18cm), 分别分析了它们的应用前景, 因此非常值得关注。 并且, 本文结果和Capobianco等所报道的Er3+(2.5 mol%)∶YVO4晶体强度参量结果很相近。 而且, 通过比较掺Er3+钒酸钇晶体和掺Er3+其他晶体的光学性能, 可以看出钒酸钇晶体作为激光晶体的优点。 最后, 还根据Er3+在晶体中的对称性, 利用群论讨论了Er3+在YVO4晶场中各能级的劈裂情况
强度参量Ωλ 能级分裂 不可约表示 Er3+∶YVO4 Er3+∶YVO4 Intensity parameters Energy levels splitting Irreducible representation 光谱学与光谱分析
2010, 30(7): 1729
采用熔融淬火技术制备了一组Er3+掺杂的变组分硼碲酸盐玻璃材料.测量了玻璃的折射率、吸收光谱及4I13/2→4I15/2跃迁的荧光寿命.利用标准的三参量Judd-Ofelt理论对Er3+的光学跃迁性质进行了计算，并对Er3+离子的4I13/2能级的量子效率进行了研究.结果发现,随着样品中TeO2含量的增加样品的折射率变大，三个Judd-Ofelt参量中Ω2随着样品组分的改变较明显，而另外两个参量Ω4和Ω6的变化较小.还发现随着TeO2含量的增加4I13/2→4I15/2辐射跃迁几率增大，并且该跃迁的量子效率增加.这一研究结果表明,在硼酸盐玻璃材料中引入TeO2可以有效地改善其中稀土离子的量子效率和辐射跃迁性能.
铒离子 吸收光谱 光学跃迁 强度参量 荧光衰减 Er3+ Absorption spectra Optical transition Intensity parameters Fluorescence decay
1 福建师范大学 物理与光电信息科技学院，福州 350007
2 中国科学技术大学 物理系，合肥 230026
制备了Pr(DBM)3Phen 掺杂的聚合物光纤，研究了Pr(DBM)3Phen 在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的吸收光谱和荧光光谱。根据修正的Judd-Ofelt 理论，用吸收光谱计算镨离子在PMMA 中的强度参量：Ω2=46.334×10-20 cm2，Ω4=18.897×10-20 cm2，Ω6=1.610×10-20 cm2。用该参量计算镨离子(3P0、1D2)激发态的辐射寿命及各能级之间的辐射跃迁几率和荧光分支比，同时计算了(3P0→3F2、1D2→3H4)受激发射截面。分析表明，Pr(DBM)3Phen 掺杂的聚合物光纤有望发展为聚合物光纤放大器和激光器。
聚合物光纤 修正的Judd-Ofelt 辐射跃迁几率 强度参量 polymer optical fiber modifed Judd-Ofelt theory radiative transition rate intensity parameters
宁波大学 光电子功能材料重点实验室，浙江 宁波 315211
高温熔融法制备了69．5B2O3－20Li2O－(10－χ)CaO－χPbO－0．5Nd2O3(χ=1，3，5，7，mol%)和68．5Li2O－(29－φ)CaO－φAl2O3－2La2O3－0．5Nd2O3(φ=3，7，10，15，mol%)玻璃，测量了玻璃样品的吸收和发射光谱(800nm激光二极管激发)，从吸收光谱出发，应用Judd－Ofelt理论获得了Nd3+光学跃起的强度参数。根据强度参数和发射光谱，计算了Nd3+离子4F3／2→4I11／2跃迁的荧光发射截面σeo结果显示，在B2O3－Li2O－CaO－PbO－Nd2O3系统中随着CaO的减少和PbO的增加，Nd3+离子的强度参数Ω2增大，表明样品的对称性降低；强度参数Ω6也增大，说明玻璃样品中Nd－O键的共价性和键强降低；同时，Nd3+离子4F3／2→4I11／2跃迁的荧光发射截面σe的大小和荧光强度都减小。在Li2O－CaO－Al2O3－La2O3－Nd2O3系统中，随着CaO的减少和Al2O3的增加，Nd3+离子的强度参数Ω2减小，说明样品的对称性增加；强度参数Ω6减小，说明玻璃样品中Nd－O键的共价性和键强增强；同时，Nd3+离子4F3／2→4I11／2跃迁的荧光发射截面的大小和荧光强度也都减小。
Nd3+掺杂 J－O理论 强度参数 受激发射截面 Nd3+ doped J-O theory intensity parameters emission cross-section
宁波大学光电子功能材料重点实验室，宁波 315211
测量了Eu3+(lmol%)掺杂(60－χ)Bi2O3－χ TeO2－30B2O3－10ZnO(χ=5，10，20，30，摩尔百分比)玻璃的吸收光谱、发射光谱、激发光谱以及声子边带谱．根据稀土离子Eu3+光学跃起矩阵元的特点，从发射光谱获得了Eu3+光学跃起的J－O参数Ω2与Ω4．结果显示，强度参量Ω2随着Bi2O3量的增加与TeO2量的减少而减小，表明材料的对称性提高，Eu－O键强减弱，共价性减弱．随着Bi2O3量的增加，电一声子偶合减弱，材料的热稳定性大幅度提高．
光谱 Eu3+掺杂铋基玻璃 强度参量 声子边带谱 热稳定性 Optical spectra Eu3+-doped Bi-based glass Intensity parameters Phonon-side bands Thermal stability
宁波大学光电子功能材料重点实验室,宁波 315211
用高温融熔法制备了Eu3+掺杂摩尔分数为1%的(60-χ)Bi2O3-χGeO2-30B2O3-10ZnO(摩尔分数χ]5,10,20,30)系统玻璃。测定了玻璃的差热分析曲线、发射光谱与激发光谱。从发射光谱与稀土Eu3+离子光学跃起矩阵元的特点,计算了Eu3+光学跃迁的参量Ω2与Ω4。结果显示强度参量Ω2与Ω4随着GeO2量的增加而增加,表明材料的对称性降低, Eu-O键强增加,共价性增加。玻璃的软化温度随GeO2组份的增加而提高。在GeO2摩尔分数达10%时,析晶起始温度与玻璃软化温度的差达最大,约146 ℃,表明该玻璃的热稳定性最好。
光谱学 Eu3+掺杂铋基光学玻璃 Judd-Ofelt理论 氧化锗 强度参量 热稳定性
中国科学院长春应用化学研究所, 长春 130022
