稀土(Dy，Nd，Yb，Er)摻雜氧化鋁發(fā)光特性和測溫應(yīng)用.pdf

1、三價(jià)稀土離子有豐富的能級，其上轉(zhuǎn)換發(fā)光在光學(xué)溫度傳感器、短波長激光器和白光模擬等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。
　　 首先，溶膠凝膠法制備氧化鋁，選取乙酰丙酮、異丙醇、異丙醇鋁、高純水等化學(xué)原料按照特定的比例發(fā)生鰲合、水解反應(yīng)生成基質(zhì)材料氧化鋁溶膠。在此基礎(chǔ)上按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加入稀土硝酸鹽Er(NO3)3、Yb(NO3)3、Nd(NO3)3和Dy(NO3)3等。將得到的稀土摻雜氧化鋁凝膠經(jīng)過干燥，制備出不同摻雜參數(shù)的鐿鉺釹共摻、鐿鏑共摻

2、氧化鋁系列樣品，給出優(yōu)化的工藝參數(shù)，如退火時(shí)間、退火溫度等。
　　 其次，用978nm半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，常溫下測量了Dy3+:Yb3+共摻氧化鋁樣品在350-950nm區(qū)間的光致發(fā)光特性，討論分析了主要發(fā)光峰的上轉(zhuǎn)換機(jī)制。實(shí)驗(yàn)觀測到6個(gè)較強(qiáng)的光致發(fā)光譜：378nm、408nm、527nm、544nm、663 nm和883nm。功率譜測量和上轉(zhuǎn)換機(jī)制分析表明378nm和408nm上轉(zhuǎn)換發(fā)光為三光子過程，而527nm是兩光子和

3、三光子共同作用過程，544nm和663 nm主要為兩光子過程。
　　 再次，討論了yb3+:Er3+Nd3+共摻氧化鋁溫度傳感材料的原理，并對813nm和887nm發(fā)射光譜躍遷機(jī)制及對應(yīng)的能級結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。當(dāng)溫度由375K升高到887K，釹離子在813nm和887nm的發(fā)射光譜隨溫度升高而增強(qiáng)，并且813nm光譜強(qiáng)度增強(qiáng)的速度明顯超過887nm光譜，兩光譜分別對應(yīng)著4F5/2+2H9/2→4I9/2和4F3/2→4I9/2能級