多晶BaF2-CaF2基激光陶瓷的制備及其發(fā)光性能研究.pdf

1、BaF2/CaF2具有光學透過性好，化學性質穩(wěn)定，透光范圍寬，聲子能量低等特點，因此BaF2/CaF2廣泛用作光學器件和固體激光器的基體材料。BaF2發(fā)光衰減時間為0.6ns，這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最快的無機閃爍晶體材料。Ce是最適合引入基質的稀土元素之一，這是因為Ce3+將自陷激子發(fā)光轉變成自身的快發(fā)光。Tm3+、Ho3+都具有特殊的能級結構，Tm3+/Ho3+摻雜有利于獲得多波段的激發(fā)光。
　　采用共沉淀法制備0.1％Ce3+:B

2、aF2粉體，并采用真空燒結制備0.1%Ce3+:BaF2透明陶瓷，采用XRD、TEM、SEM和光譜議對粉體結構、形貌、相組成和光譜性能進行分析和測試，研究不同冷等靜壓與煅燒順序、燒結溫度、保溫時間等因素對透明陶瓷物相、透光率、相對密度和熒光強度的影響。結果表明，通過共沉淀法制備的0.1%Ce3+:BaF2粉體近似粒狀，細小、分散均勻、粒徑尺寸約200-300nm，并具有良好的分散性。粉體在600℃下結晶度最好，保溫時間4h下，1275℃

3、時燒結的0.1%Ce3+:BaF2透明陶瓷的透光率和相對密度達到最大值，分別為69.2%和98.93%；而透明陶瓷的熒光強度隨燒結溫度的升高而增強，290nm屬于Ce3+特征吸收峰，在610nm和650nm處有明顯激發(fā)峰，均屬f-f躍遷。先冷等靜壓后煅燒的工藝順序有利于提高陶瓷的透光率和熒光強度；但隨著燒結溫度的升高，熒光強度差異逐漸減小。同樣的燒結溫度條件下，保溫時間對透明陶瓷的性能也有較大的影響，1275℃燒結保溫時間為6h時，0.

4、1%Ce3+:BaF2透明陶瓷的透光率和相對密度達到最大值，分別為71.4%，和99.24%，熒光強度也達到最大，且在524nm（5d1→2F7/2）有激發(fā)峰。
　　采用水熱法制備Ce3+:CaF2粉體，并對其進行熒光測試。結果表明：粉體平均粒徑隨反應物濃度升高而升高；加入3wt%PEG時，制備得到的Ce3+:CaF2粉體平均粒徑為92.06nm，而不加入PEG的Ce3+:CaF2粉體平均粒徑為126.76nm；在160℃下制得的

5、Ce3+:CaF2粉體晶粒細小、均勻；反應物濃度、反應溫度和保溫時間對熒光強度的影響不大；Ce3+摻雜量為2%時，粉體中出現(xiàn)第二相，熒光強度隨摻雜濃度的增大先增強后減弱，290nm屬于 Ce3+特征吸收峰，在620nm（2F5/2→2F7/2）處存在激發(fā)峰。
　　采用共沉淀法制備Tm3+/Ho3+:BaF2粉體，結果表明：Tm3+和Ho3+在BaF2基質中最大摻雜濃度均為0.3%。煅燒溫度為800℃時粉體熒光強度最大。采用真空燒結