稀土摻雜材料的光特性及其應(yīng)用研究.pdf

1、將光學(xué)高科技應(yīng)用于防偽及激光防護(hù)領(lǐng)域一直是國(guó)際上的熱點(diǎn)，基于稀土摻雜的特殊光吸收與頻率變換材料就極具代表性。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)及各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，各種假冒偽劣現(xiàn)象層出不窮，這對(duì)防偽技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。稀土摻雜材料因其具有其他材料無(wú)法比擬的光學(xué)特性，在光學(xué)、工業(yè)加工、通信、傳感等領(lǐng)域都已有廣泛的應(yīng)用，若能把此種材料與光學(xué)防偽相結(jié)合，制成特殊光譜防偽材料，并配套出一種新型的防偽檢測(cè)儀器，將會(huì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及穩(wěn)定具有十分重要的意義。另一方

2、面，隨著現(xiàn)代化激光武器與激光偵測(cè)技術(shù)的普遍應(yīng)用，信息戰(zhàn)已是決定戰(zhàn)場(chǎng)甚至戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵。在現(xiàn)代和未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的發(fā)現(xiàn)、瞄準(zhǔn)、鎖定和摧毀四大環(huán)節(jié)中，信息戰(zhàn)舉足輕重。對(duì)前三個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)對(duì)即反發(fā)現(xiàn)、反瞄準(zhǔn)、反鎖定是防摧毀的先決條件。因此，掌握新型的激光防護(hù)材料已經(jīng)迫在眉睫。稀土摻雜材料在其豐富的躍遷能級(jí)作用下，能吸收多種波長(zhǎng)的激光能量，大幅度降低激光反射率，因而是一種十分具有發(fā)展?jié)摿Φ募す夥雷o(hù)材料。
　　本文首先介紹了稀土摻雜材料的主要合成方法，

3、著重介紹了高溫固相合成與微波合成新方法。根據(jù)微波與介質(zhì)相互作用的關(guān)系，通過(guò)石墨與微波的良耦合性質(zhì)，利用微波能量實(shí)現(xiàn)了小介電常數(shù)的稀土摻雜材料簡(jiǎn)便快捷地合成，克服了其他方法合成時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)設(shè)備要求高等缺點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了一套具有混合加熱、保溫、隔熱、改善加熱均勻性等多重作用的微波耦合合成裝置。
　　通過(guò)高溫固相反應(yīng)法分別合成了Er3+/Yb3+共摻和摻Nd3+的頻率下轉(zhuǎn)換防偽涂料，分析了涂料的結(jié)構(gòu)、發(fā)光原理并用自制的新型光譜防偽系統(tǒng)檢驗(yàn)了其

4、防偽特性。結(jié)果表明該涂料激發(fā)光和發(fā)射光均在人眼不可見(jiàn)的近紅外區(qū)，比其它防偽涂料更具隱蔽性，而且具有多重防偽能力，使用方便，是十分實(shí)用的新型防偽產(chǎn)品。
　　在微波合成新方法中，將微波法應(yīng)用于防偽材料的研究，首次用微波法合成了CaF2：Er3+/Yb3+粉末，通過(guò)XRD測(cè)試證實(shí)Er3+/Yb3+已經(jīng)進(jìn)入基質(zhì)晶體，并用有質(zhì)動(dòng)力理論解釋了其形成原理。分析了材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光譜以及紅光發(fā)射較強(qiáng)的原因，最后討論了該材料以及此種制備方法在防偽領(lǐng)域