飞秒激光照射下Yb 2+ /Yb 3+ 共掺石英玻璃上转换荧光研究

发布时间：2021-02-04 21:54

　　为了研究Yb2+在石英玻璃中的光谱特性,提出采用气炼法制备Yb²⁺/Yb³⁺共掺石英玻璃。首先对Yb²⁺的形成过程进行了分析,然后对制备的Yb²⁺/Yb³⁺共掺石英玻璃的吸收特性和发射特性进行了分析。结果表明,所制备的Yb²⁺/Yb³⁺共掺石英玻璃在260、320、359、400和437nm紫外和可见光波长处以及在910和975nm近红外波长处均出现了吸收峰,并且在530nm可见波长处出现了发射峰;使用波长位于710nm的飞秒激光照射所制备的Yb²⁺/Yb³⁺共掺石英玻璃,观察到了位于500nm波长处左右的上转换荧光。分析表明,Yb²⁺/Yb³⁺共掺石英玻璃上转换荧光是两光子同时被Yb2+吸收所引起的。 

【文章来源】：光电子·激光. 2017,28(08)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图２Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃的吸收光谱Ｆｉｇ．２ＴｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＹｂ２＋／Ｙｂ３＋

荧光光谱仪作为泵浦源而测得的３５０ｎｍ泵浦波长下Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃的发射光谱如图３所示。从图可以看出，当所制备的Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃被波长位于３５０ｎｍ的泵浦光泵浦时，可以观察到位于５３０ｎｍ波长处左右的发射光谱。图２吸收光谱中位于紫外以及可见波长的吸收峰以及图３发射光谱中位于５３０ｎｍ波长处的发射峰都是由所制备的Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃中的Ｙｂ２＋产生的［１９～２１］。图３Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃在３５０ｎｍ泵浦波长下的发射光谱Ｆｉｇ．３ＴｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＹｂ２＋／Ｙｂ３＋ｃｏ－ｄｏｐｅｄｓｉｌｉｃａｇｌａｓｓｗｉｔｈｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆ３５０ｎｍ３．２．３Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃的上转换荧光使用可调谐钛宝石飞秒激光器（波长范围为７００～９８０ｎｍ，输出重复频率为７６ＭＨｚ，脉宽为１２０ｆｓ）作为泵浦源照射所制备的Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃，得到的上转换荧光如图４所示。图４经飞秒激光照射Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃的上转换荧光Ｆｉｇ．４ＴｈｅｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＹｂ２＋／Ｙｂ３＋ｃｏ－ｄｏｐｅｄｓｉｌｉｃａｇｌａｓｓｕｎｄｅｒｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ从图可以看出，当泵浦波长位为７１０ｎｍ时，出现了两个明显的发射峰，其分别位于５１７和５４５ｎｍ波长处；而用８００ｎｍ或者更长波长

掺石英玻璃在３５０ｎｍ泵浦波长下的发射光谱Ｆｉｇ．３ＴｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＹｂ２＋／Ｙｂ３＋ｃｏ－ｄｏｐｅｄｓｉｌｉｃａｇｌａｓｓｗｉｔｈｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆ３５０ｎｍ３．２．３Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃的上转换荧光使用可调谐钛宝石飞秒激光器（波长范围为７００～９８０ｎｍ，输出重复频率为７６ＭＨｚ，脉宽为１２０ｆｓ）作为泵浦源照射所制备的Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃，得到的上转换荧光如图４所示。图４经飞秒激光照射Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃的上转换荧光Ｆｉｇ．４ＴｈｅｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＹｂ２＋／Ｙｂ３＋ｃｏ－ｄｏｐｅｄｓｉｌｉｃａｇｌａｓｓｕｎｄｅｒｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ从图可以看出，当泵浦波长位为７１０ｎｍ时，出现了两个明显的发射峰，其分别位于５１７和５４５ｎｍ波长处；而用８００ｎｍ或者更长波长的泵浦光照射所制备的Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃时，并没有观察到位于波长５００ｎｍ左右的发射峰。一般而言，当用较·８５１·第８期王超：飞秒激光照射下Ｙｂ２＋／Ｙｂ３＋共掺石英玻璃上转换荧光研究

【参考文献】：
期刊论文
[1]Ag纳米颗粒对Er3+/Yb3+共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光性能的影响[J]. 韩永恒,吴一,岳明,李泰清,王岩,张健,王宁,陈毓,冯建国,冯诚,申江江.  光电子·激光. 2017(02)
[2]基于水解工艺掺Yb3+大模场微结构光纤的制备与光学性能[J]. 王超.  光电子·激光. 2017(01)
[3]Er3+/Yb3+共掺NaYF4/LiYF4微米晶体的上转换荧光特性[J]. 高伟,董军,王瑞博,王朝晋,郑海荣.  物理学报. 2016(08)
[4]水解工艺Yb3+/Al3+共掺石英玻璃的研制及特性表征[J]. 王超.  光电子·激光. 2015(12)



本文编号：3018995