專利名稱：間接上轉換敏化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光物理研究和應用中的頻率上轉換，尤其是涉及一種“間接上轉換敏化方法”和該方法在稀土共摻離子體系中實現(xiàn)頻率上轉換的具體應用。近年來，最為看好的是上轉換光纖激光器和上轉換三維立體顯示。
上轉換激光是一種波長擴展手段。它可以在“紅一紫外”寬廣波段內實現(xiàn)眾多的新激光譜線?？梢酝瑫r輸出紅、綠、藍等不同顏色的幾條激光。在一定波長范圍內(10nm～30nm)還可調諧。例如，利用上轉換激光構成的激光器具有結構簡單，有利于集成化的特點。在緊湊藍光激光波長范圍光的轉換效率高，輸出能量大，并具有儲能效應，利用調Q或鎖模技術容易獲得高峰值功率輸出。在模式不好的半導體激光器泵浦下很容易獲得極好模式的固體激光輸出。在半導體激光器的迅猛發(fā)展中，與半導體激光向短波長方向發(fā)展相對較為困難與緩慢構成鮮明對比的是—其輸出功率的提高以及每瓦售價的降低速度是非常令人吃驚的。由于諸如光纖中激光腔鏡制備(位相柵)和多包層等技術的突破性發(fā)展，使光纖激光器的發(fā)展更為看好。藍光是國際上競爭激烈的課題，藍色上轉換光纖激光與其它緊湊藍光激光相比有很大優(yōu)勢，在性能價格比方面更是極有競爭力且有特色。對于發(fā)展信息、光盤、彩色顯示和彩色打印等技術具有十分緊迫的重要的作用。
上轉換三維立體顯示是一種具有不用任何輔助工具直接獲得三維圖象、可調節(jié)、大視場、可干預、實時、在同樣三維效果情況下信息容量小、便于數(shù)據(jù)處理等優(yōu)點的最新三維顯示技術，它是頻率上轉換的最新應用之一。它的一個最突出的特點就是人們不需要活動部件和特殊的眼鏡就能看到360°自體視實時可調節(jié)的三維立體圖象。因此，被美國科學界評為1996年物理學最新成就之一。
頻率上轉換目前需解決的主要問題是(1)上轉換效率仍不夠理想，(2)以前最好的上轉換材料(如ZBLAN:Zr-Ba-La-Al-Na基氟化物玻璃)僅能承受瓦級激光的泵浦，材料的物化性能也不好，完全沒有利用和發(fā)揮高功率半導體激光的特性。1970年首次提出直接上轉換敏化，1995-96年又首次提出間接上轉換敏化；利用Yb3+離子能級結構的特殊性來較大增強共摻稀土離子的上轉換發(fā)光，在理論和應用上都取得了重要的成績；對于促使上轉換的研究迅速走向實際應用有著重要的意義。
自七十年代以來，對于稀土激活中心(如，本文中的Tm3+等離子)和敏化中心Yb3+離子共摻的發(fā)光材料，若用激光直接激發(fā)敏化中心Yb3+離子，通過Yb3+離子對激活中心的多步能量傳遞可再將稀土激活中心激發(fā)至高能級而產(chǎn)生上轉換熒光，這類過程會導致上轉換熒光明顯增強。我們稱之為直接上轉換敏化。

圖1a給出了該激發(fā)過程的示意圖。如圖1a所示，直接上轉換敏化通道為(1)(2)(3)直接上轉換敏化這種方法是1970年首次提出的(參見MiyakawaT and Dexter DL Phys.Rev.,vol.B1,n1,(1970)70)，但由于Yb3+離子對(約)980nm的泵浦激光吸收很大，泵浦激光的穿透深度是非常小的。因此雖然在材料的表面直接上轉換敏化能極大的提高上轉換的效率，但它卻無法應用到上轉換光纖系統(tǒng)上去。因而人們對它重視的程度是很有限的。而本發(fā)明申請者對它的理論和實用的意義有更深的理解。
對于由單摻雜稀土離子材料實現(xiàn)的上轉換激光中普遍存在這么一種現(xiàn)象。也就是雙光子上轉換激光的功率經(jīng)常都不是隨泵浦激光的功率的平方而增加的，而大都會出現(xiàn)飽和，甚至出現(xiàn)直接隨泵浦激光功率線性增加的情況(參見T.J.Whitley,C.A.Millar,R.Wyatt,Electro.Lett.,vol.27(20),1785(1991))。針對這種情況，本專利申請者于1994年獨立的提出了“間接上轉換敏化”的簡要思想，以及首次提出了“間接上轉換敏化”的專有名詞和聲子在其中的有益價值，并發(fā)表于1996年有關文章X.B.Chen,Y.B.Hou,Z.Hao,G.Y.Zhang,F.Song,Y.Feng(Advancement of Optical properties researches of condensedmatter:Up-conversion sensitization together with the value ofphonon),vol.8,(1996)87(Edited by L.Y.Chen,et al.,Fu-danUniversity Press,Shanghai,ISBN 7-309-01791-9/O·173)中。
如圖1b所示，間接上轉換敏化通道為(4)(5)其模型是當激活中心為Tm3+離子時，如果激光波長與Tm3+離子的3H6→3H4吸收共振，激活中心Tm3+離子就被激發(fā)至3H4能級。隨后通過第一步的Tm3+離子的3H4能級至Yb3+離子的2F5/2能級的能量傳遞使Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；然后第二步的Yb3+離子的2F5/2能級至Tm3+離子的1G4能級的能量傳遞就將發(fā)生，使Tm3+離子的布居部分被間接地激發(fā)到更高能級1G4，從而導致了藍色上轉換發(fā)光，我們將這個過程稱之為“間接上轉換敏化”。圖1b給出了該過程的示意圖。相似的過程也能出現(xiàn)在Er,Yb共摻或Ho,Yb等共摻體系中。
我們知道由于光纖具有極小的橫向尺寸和較大的縱向尺寸而形成了小吸收和高功率密度的情況，因而在“間接上轉換敏化”的條件下，敏化中心Yb3+離子構成布居庫，既不會由于劇烈增加吸收致使泵浦或振蕩的均勻性受到破壞，又可解決激活中心在高功率密度泵浦下吸收飽和的問題，從而可實現(xiàn)極強的上轉換發(fā)光；并且該系統(tǒng)還可由廉價和高功率的半導體激光器來驅動。這將特別有利于上轉換光纖激光性能的大幅度提高。
現(xiàn)有的頻率上轉換的技術和方法，一方面只能在低聲子能量材料上實現(xiàn)較高效率的上轉換，如氟化物材料(其最好的代表就是ZBLAN:Zr-Ba-La-Al-Na基氟化物玻璃)，但它的上轉換效率較低，材料性能也不好，如各項物化性能基本上均不理想、很難生長加工，特別是它的激光損傷閾值很小(如單模ZBLAN光纖僅能承受≤1W入纖功率的激光的泵浦)，完全沒有利用和發(fā)揮高功率半導體激光等技術的潛能。另一方面，對于性能較好的材料在現(xiàn)有的頻率上轉換的技術和方法的框架內，其上轉換效率又很低(如石英、磷酸鹽等比ZBLAN上轉換效率低一萬倍)，目前還沒有任何有關這類材料獲得上轉換應用的報道。
本專利的目的就是提出一種“間接上轉換敏化方法”和該方法的具體實施例，以此來獲取同時具有較高上轉換效率和具有優(yōu)良的物化性能的新材料，使材料上轉換的綜(縱)合性能得到大幅度提高。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的“間接上轉換敏化方法”的技術方案是利用Yb3+Eu3+離子(或Yb3+Er3+離子，Yb3+Ho3+離子,Yb3+Tm3+離子，等)共摻體系，其中Yb3+離子是敏化中心，Eu3+離子(或Pr3+離子，Tm3+離子，Ho3+離子，Er3+離子)等是激活中心；如果激光波長與激活中心的某一強的吸收共振，則激活中心離子首先被激發(fā)至某一亞穩(wěn)態(tài)｜m＞能級。隨后通過第一步，通過激活中心離子的｜m＞能級至敏化中心Yb3+離子的2F5/2能級的能量傳遞使敏化中心Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；第二步，敏化中心Yb3+離子的2F5/2能級至激活中心離子的發(fā)光能級｜L＞的能量傳遞就將發(fā)生，使激活中心亞穩(wěn)態(tài)｜m＞能級的布居部分被間接地激發(fā)到更高的發(fā)光能級｜L＞，從而導致了增強較多的短波長(藍色)上轉換發(fā)光。
在本發(fā)明中利用首創(chuàng)提出的“間接上轉換敏化”技術手段可發(fā)展出上轉換效率和材料性能都比ZBLAN(Zr-Ba-La-Al-Na基氟化物玻璃)更好的新材料。
本發(fā)明所述的“間接上轉換敏化方法”在于在間接上轉換敏化下，上轉換發(fā)光的強度卻有了很大變化，Tm0.03Yb0.18La0.79P5O14非晶比Trm(0.1)Yb(3):ZBLAN玻璃的發(fā)光僅弱了13.3倍，即Tm0.03Yb0.18La0.79P5O14中Tm3+離子1G4能級上轉換發(fā)光與Tm(0.1)Yb(3):ZBLAN玻璃的比值從直接敏化的7.30·10-4增強至間接敏化的7.50·10-2，增強了103倍，達到了與ZBLAN接近的水平。特別重要的是Tm(0.1)Yb(10.9)氟氧化物玻璃的上轉換發(fā)光強度是Tm(0.1)Yb(3):ZBLAN玻璃的1.050倍，即在間接上轉換敏化條件下，氟氧化物玻璃的上轉換效率超過了ZBLAN。
所呈現(xiàn)的水平。
因此，本發(fā)明的結果突破了過去一種簡單的認為石英、五磷酸鹽等截止聲子能量大于1000cm-1的材料的上轉換發(fā)光比最高水平之一的上轉換發(fā)光材料氟化物一概小約1萬倍的概念與框框。本發(fā)明的意義在于建立了間接上轉換敏化材料改性的方法和途徑，使上轉換發(fā)光效率、材料的物化性能(如激光損傷閾值高、化學穩(wěn)定性機械強度好、工藝制作容易)和上轉換激光輸出功率都能得以大幅度的提高，易于獲得可實際應用的各類高效上轉換器件。這對促使上轉換的研究迅速走向實際應用有重要的意義。
本發(fā)明者還對間接上轉換敏化的物理原理進行了詳細的探討和分析(“布居分支比β”基本物理模型和“等效的自發(fā)輻射速率Aequivalent”的唯象物理模型)，(參見陳曉波，張光寅，N.Sawanobori，馮衍，李美仙，畢詩章，聶玉昕，孫寅官，(1999),“TmYb共摻氟氧化物玻璃的間接上轉換敏化發(fā)光的研究”，物理學報，vol.48(5),192(1999)；陳曉波馮衍，李美仙，宋峰，李昆，張光寅，聞鷗，陳榮聲，程肇天，(1999)，“Tm0.03Yb0.18La0.79P5O14和Tm(0.1)Yb(3):ZBLAN玻璃的上轉換敏化藍色發(fā)光”中國激光，vol.A26(4),1(1999))。
事實上聲子對于上轉換的有益的價值和條件是在多聲子無輻射馳豫Wn小于自發(fā)輻射A的范圍內，Wn的減小已不能導致上轉換的增大，即Wn對上轉換已無不利作用；而相反的，假如能量傳遞上轉換大于交叉能量弛豫時，此時基質材料的聲子能量P的增大很有可能導致能量傳遞的增大，因而也可能導致上轉換的增大。聲子體現(xiàn)出它對上轉換的很有益的價值和作用，這種Wn＜A的情況恰是以前國際上該領域的工作未注意到的。而由于間接上轉換敏化的特殊性，唯象的把自發(fā)輻射A增大(增大到等效的自發(fā)輻射Aequivelent)了，即間接上轉換敏化增大了上轉換隨聲子能量而增大的范圍(從Wn＜A到Wn＜Aequivalent)，因此有可能使得象氟氧化物這樣高聲子能量的材料也可能有較高的上轉換效率。而通過對聲子能量的最佳化分析，可以看出要使Tm3+離子3H4能級的間接上轉換敏化的上轉換發(fā)光強度最大，由Tm3+離子3H4能級傳遞到Yb3+離子2F5/2能級上的布居要達到50％。它不僅要求材料中Tm3+離子和Yb3+離子的濃度要較大，而且晶格還要有較合適的截止聲子能量，它將約在600cm-1至900cm-1之間。
下面結合附圖和具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作出進一步的說明。
圖1表示在摻Yb3+和Tm3+系統(tǒng)中(a)直接上轉換敏化和(b)間接上轉換敏化過程的示意圖。其中，1-1表示第1步能量傳遞、2-2表示第2步能量傳遞、3-3表示第3步能量傳遞。
圖2表示在摻Yb3+和Er3+系統(tǒng)中間接上轉換敏化過程的示意圖。其中，1-1表示第1步能量傳遞、2-2表示第2步能量傳遞。
圖3表示在摻Yb3+和Eu3+系統(tǒng)中間接上轉換敏化過程的示意圖。其中，1-1表示第1步能量傳遞、2-2表示第2步能量傳遞。
圖4表示在摻Yb3+和Ho3+系統(tǒng)中間接上轉換敏化過程的示意圖。其中，1-1表示第1步能量傳遞、2-2表示第2步能量傳遞。
圖5表示在摻Yb3+和Pr3+系統(tǒng)中雙頻上轉換敏化(DUS)和雪崩上轉換敏化(AUS)過程的示意圖。
圖6表示上轉換熒光實驗裝置的示意圖。
圖7表示上轉換激光實驗裝置的示意圖。其中，圖(a)1-泵浦光源，2-光耦合系統(tǒng)，3-光學隔離器，4-偏振耦合鏡，5-共摻體系和諧振腔。圖(b)1-泵浦光源(鈦寶石激光或LD)，光學隔離器，2-光耦合系統(tǒng)，3-光學隔離器，4-諧振腔全反鏡(對泵浦光高透)，5-光纖，6-輸出鏡下面對于具有代表性的共摻體系，給出具體實施“間接上轉換敏化方法”的實例例1圖2表示對于Yb3+Er3+離子共摻體系，“間接上轉換敏化”過程的示意圖。
如果泵浦激光波長與激活中心Er3+離子的4｜15/2→4F9/2吸收約656nm共振，激活中心Er3+離子就被激發(fā)至4F9/2能級。隨后第一步，通過激活中心Er3+離子至敏化中心Yb3+離子的能量傳遞{)}使Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；然后第二步，敏化中心Yb3+離子至Er3+離子的能量傳遞{}就將發(fā)生，使Er3+離子的布居部分被間接地激發(fā)到更高能級2H9/2，從而導致了較強的藍色上轉換發(fā)光。由此獲得的上轉換熒光有很多，其中主要的有,24539cm-1,407nm。
例2圖3表示對于Yb3+Eu3+離子共摻體系，“間接上轉換敏化”過程的示意圖。
利用Yb3+Eu3+離子共摻體系，使泵浦激光波長與Eu3+離子的7F0→5D1吸收約525nm共振，激活中心Eu3+離子被激發(fā)至5D1能級隨后集聚在5D0能級。然后第一步，通過激活中心Eu3+離子至敏化中心Yb3+離子的能量傳遞{}使Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；然后第二步，敏化中心Yb3+離子至激活中心Eu3+離子的{等(Eu3+)}能量傳遞就將發(fā)生，使Eu3+離子的布居部分被間接地激發(fā)到更高的5D4,5G6,5G4,5G4等能級，并隨后集聚在5D3能級。從而導致了較強的藍色上轉換發(fā)光，由此獲得的上轉換熒光主要的有5D3→7F1,23983cm-1,416nm5D3→7F2,23329cm-1,428nm5D3→7F3,22489cm-1,444nm5D3→7F4,21532cm-1,464nm5D3→7F5,20506cm-1,487nm。
例3圖4表示對于Yb3+Ho3+離子共摻體系，“間接上轉換敏化”過程的示意圖。
如果泵浦激光波長與激活中心Ho3+離子的5｜8→5F5吸收約645nm共振，激活中心Ho3+離子就被激發(fā)至5F5能級。隨后第一步，通過激活中心Ho3+離子至敏化中心Yb3+離子的能量傳遞{}使Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；第二步，敏化中心Yb3+離子至激活中心Ho3+離子的能量傳遞{}就將發(fā)生，使激活中心Ho3+離子的布居部分被間接地激發(fā)到更高能級3K7,5G4，從而導致了較強的藍色上轉換發(fā)光。由此獲得的上轉換熒光有很多，其中主要的有5G4→5｜8,25800cm-1,387nm5G4→5｜7,20650cm-1,484nm5G5→5｜8,23950cm-1,418nm5G5→5｜7,18800cm-1,532nm5F3→5｜8,20600cm-1,485nm例4圖5表示對于Yb3+Pr3+離子共摻體系，“雙頻上轉換敏化”過程的示意圖。
第一束波長約為980nm的泵浦激光與Yb3+離子的2F7/2→2F5/2吸收共振，通過Yb3+離子至Pr3+離子的Y→P能量傳遞{}使Pr3+離子的1G4能級上有較多的布居，大大改善了Pr3+離子的3H4→1G4吸收小帶來的問題；第二束波長約為850nm的泵浦激光(與第一束泵浦激光垂直相交)與Pr3+離子的1G4→3P2激發(fā)態(tài)吸收共振，這樣就把交叉點上Pr3+離子的布居有效的激發(fā)到3P2能級，從而導致了3P0能級較強的上轉換發(fā)光。類似“雙頻上轉換敏化”過程也能發(fā)生在Yb3+Er3+、Yb3+Ho3+和Yb3+Tm3+離子共摻體系中。
圖5還表對于Yb3+Pr3+離子共摻體系的“雪崩上轉換敏化”過程的示意圖。
利用波長約為850nm的泵浦激光(僅一束激光)與Pr3+離子的1G4→3P2激發(fā)態(tài)吸收共振，初始布居由熱漲落引起。通過第一步的Pr3+離子至Yb3+離子的a→a交叉能量傳遞{}使Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；然后第二步的Yb3+離子至Pr3+離子的能量傳遞{}就將發(fā)生，使Pr3+離子的布居以量子效率約為2(γ≈2)的方式積聚到1G4能級，從而使得Pr3+離子的1G4→3P2激發(fā)態(tài)吸收雪崩式的增強放大，導致了3P0能級較強的上轉換發(fā)光。類似的“雪崩上轉換敏化”過程也能發(fā)生在Yb3+Er3+、Yb3+Ho3+和Yb3+Tm3+離子共摻體系中。
本發(fā)明的主要價值在于，建立了間接上轉換敏化方法的新技術新途徑，易于由此獲得同時具有較高上轉換效率和優(yōu)良的材料物化性能的新材料，使得上轉換發(fā)光效率、材料的物化性能(如激光損傷閾值高、化學穩(wěn)定性機械強度好、易加工)和上轉換激光輸出功率都能得以大幅度提高!易于利用Ⅲ-Ⅴ族半導體激光器功率價格的極大優(yōu)勢和各種豐富的技術儲備，易于獲得和推廣可實際應用的各類高效上轉換器件。這對促使上轉換的研究迅速走向實際應用有重要的意義且是非常實惠的。
本發(fā)明的主要的優(yōu)點在于，實現(xiàn)了同時具有較高上轉換效率和具有優(yōu)良的材料物化性能的新材料，使上轉換的綜合性能大幅度提高。
本發(fā)明相對于已有方法的主要不同點在于，第一已有方法一般是激發(fā)激活離子，由激活離子本身的動力學過程而導致發(fā)光；或利用強吸收體做敏化中心，直接激發(fā)敏化中心再向激活中心輸送能量。而本專利的“間接上轉換敏化”激發(fā)的是激活中心，把敏化中心作為高效低耗的儲存能量的“水庫”，再間接而有效的向激活中心的高能級輸送能量。第二本專利的主要優(yōu)點是獲得同時具有較高上轉換效率和具有優(yōu)良的材料物化性能的新材料，使上轉換的綜合性能大幅度提高。
本發(fā)明解決了在現(xiàn)有的頻率上轉換的技術和方法情況下，要么上轉換效率還湊合但材料性能很不好(國內外基本上已不再做氟化物光纖了)，要么材料性能較好但上轉換效率極低的問題。
綜上所述，本發(fā)明的“間接上轉換敏化方法”包括系統(tǒng)創(chuàng)新自成體系的思想理論、上轉換效率和材料性能提高很大的原始創(chuàng)新實驗結果；特別是由它實現(xiàn)的上轉換效率較理想(Auzel F,L’Echo desRecherches,vol.143,(1991)15)，材料的物化性能較好(Auzel F,L’Echo des Recherches,vol.143,(1991)15)，能承受大功率半導體激光的泵浦，充分利用、發(fā)揮高功率半導體激光的潛能的各種材料、技術和應用(Auzel F,L’Echo des Recherches,vol.143,(1991)15)。本發(fā)明首先提出了“間接上轉換敏化”方法，其中泵浦激光激發(fā)的是激活中心，并利用敏化中心間接的實現(xiàn)有效的能量上轉換；同時也包括如圖1-4所示的各種具體的“間接上轉換敏化”的技術途徑和方法，通過對材料改性使材料的性能得到很大的改善。
權利要求
1．一種“間接上轉換敏化方法”，其特征是，利用Yb3+Eu3+離子(或Yb3+Er3+離子，Yb3+Ho3+離子，Yb3+Tm3+離子等)共摻體系，其中Yb3+離子是敏化中心，Eu3+離子(或Pr3+離子，Tm3+離子，Ho3+離子，Er3+離子)等是激活中心；如果激光波長與激活中心的某一強的吸收共振，則激活中心離子首先被激發(fā)至某一亞穩(wěn)態(tài)｜m＞能級，隨后第一步，通過激活中心離子的｜m＞能級至敏化中心Yb3+離子的2F5/2能級的能量傳遞使敏化中心Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；第二步，敏化中心Yb3+離子的2F5/2能級至激活中心離子的發(fā)光能級｜L＞的能量傳遞就將發(fā)生，使激活中心亞穩(wěn)態(tài)｜m＞能級的布居部分被間接地激發(fā)到更高的發(fā)光能級｜L＞，從而導致了增強較多的短波長(藍色)上轉換發(fā)光。
2．如權利要求1所述的“間接上轉換敏化方法”，其特征是，利用Yb3+Er3+離子共摻體系，使泵浦激光波長與激活中心Er3+離子的4｜15/2→4F9/2吸收約656nm共振，激活中心Er3+離子被激發(fā)至4F9/2能級，隨后第一步，通過激活中心Er3+離子至敏化中心Yb3+離子的能量傳遞{}使Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；然后第二步，敏化中心Yb3+離子至Er3+離子的能量傳遞{}就將發(fā)生，使Er3+離子的布居部分被間接地激發(fā)到更高能級2H9/2，從而導致了較強的藍色上轉換發(fā)光，由此獲得的上轉換熒光主要的有2H9/2→4｜9/2,24539cm-1,407nm。
3．如權利要求1所述的“間接上轉換敏化方法”，其特征是，利用Yb3+Eu3+離子共摻體系，使泵浦激光波長與Eu3+離子的7F0→5D1吸收約525nm共振，激活中心Eu3+離子被激發(fā)至5D1能級隨后集聚在5D0能級，然后第一步，通過激活中心Eu3+離子至敏化中心Yb3+離子的能量傳遞{}使Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；然后第二步，敏化中心Yb3+離子至激活中心Eu3+離子的{等(Eu3+)}能量傳遞就將發(fā)生，使Eu3+離子的布居部分被間接地激發(fā)到更高的5D4,5G6,5G4,5G4等能級，并隨后集聚在5D3能級。從而導致了較強的藍色上轉換發(fā)光，由此獲得的上轉換熒光主要的有5D3→7F1,23983cm-1,416nm、5D3→7F2,23329cm-1,428nm、5D3→7F3,22489cm-1,444nm、5D3→7F4,21532cm-1,464nm、5D3→7F5,20506cm-1,487nm。
4．如權利要求1所述的“間接上轉換敏化方法”，其特征是，利用Yb3+Ho3+離子共摻體系，使泵浦激光波長與激活中心Ho3+離子的吸收約645nm共振，激活中心Ho3+離子就被激發(fā)至5F5能級，隨后第一步，通過激活中心Ho3+離子至敏化中心Yb3+離子的能量傳遞{}使Yb3+離子的2F5/2能級上有一定布居；第二步，敏化中心Yb3+離子至激活中心Ho3+離子的能量傳遞{}就將發(fā)生，使激活中心Ho3+離子的布居部分被間接地激發(fā)到更高能級3K7,5G4，從而導致了較強的藍色上轉換發(fā)光，由此獲得的上轉換熒光主要有5G4→5｜8,25800cm-1,387nm、5G4→5｜7,20650cm-1,484nm、5G5→5｜8,23950cm-1,418nm、5G5→5｜7,18800cm-1,532nm、5F3→5｜8,20600cm-1,485nm。
全文摘要
一種間接上轉換敏化的方法利用稀土離子材料作為共摻體系,如果激光波長與激活中心的某一強的吸收共振,則激活中心離子首先被激發(fā)至某一亞穩(wěn)態(tài)|m>能級,再通過激活中心離子的|m>能級至敏化中心離子的某能級的能量傳遞使敏化中心離子的某能級上有一定布居,敏化中心Yb
文檔編號H01S4/00GK1318886SQ0010566
公開日2001年10月24日 申請日期2000年4月14日 優(yōu)先權日2000年4月14日
發(fā)明者陳曉波, 李美仙, 聶玉昕 申請人:北京師范大學