《摻Bi鎢酸鹽單晶體及近紅外寬頻發光的研究》是依託寧波大學，由夏海平擔任負責人的國家自然科學基金資助面上項目。
基本介紹
- 中文名：摻Bi鎢酸鹽單晶體及近紅外寬頻發光的研究
- 依託單位：寧波大學
- 項目負責人：夏海平
- 項目類別：面上項目
項目簡介,結題摘要,
項目簡介
近期，在Bi摻雜非晶態玻璃光纖中實現了1000～1700nm近紅外波段的寬頻雷射輸出。單晶的有序結構可為寒才發光中心提供更高效率的發光環境，並且單晶基質通常比非晶態玻璃更能明白髮光的起源。最近，申請者在Bi:CdWO4單晶中發現了近紅外寬頻發光。本項目以獲得具有高效近紅外寬頻發光特性的優質大尺寸摻Bi鎢酸鹽單晶的坩鍋下漿船船炒降法關鍵製備技術與寬頻發光機理研究為目標。研旋霉歸究Cd、Pb、Ba等一些鎢酸鹽晶體的坩鍋下降法生長條件、摻雜特性及晶體的紅外發射特性。著重探討化學組分、生長與退火工藝與X射線輻照等條件與其寬頻光譜特性的關係，從而來推斷髮光中心的特點和本質，揭示寬頻發光的起源，這對於該類具有p電子構型離子的發光研究奠定一定的學術基礎。本研究旨在研製成具有高效發光的摻Bi鎢酸鹽特種晶體，力爭實現近紅外波段的雷射輸出，為今後在紅外寬頻光學放大器與可調諧雷射器的研製及產業化奠定一定的技術基礎。
結題摘要
本項目開展了Bi離子摻雜鎢酸鎘單厚膠船晶體的坩鍋下降法生長工藝及其近紅外發光特性研究。在980nm與373nm激發下, 在生長的晶體中分別觀察到中心波長為1078nm近紅外與528nm可見波段發光。1078nm波段的螢光壽命為240-290μs。沿著晶體生長方向, 1078nm的發光強度逐漸變小,然而528nm可見光波段的強度則逐漸變強。著重探討了化學組分、生長條件、氣氛退火工藝及X射線輻照等條件對近紅外發射光譜特性的影響。通影蒸刪過高溫氧氣處理經與γ射線輻照處理後，均使得發光中心為528nm的螢光強度增強，發光中心為1078nm的螢光帶強變弱。這是由於氧氣氛處理與γ射線輻照後導致高價態Bi離子變成Bi3+所致。結合材料的X射線電子能譜(XPS)變化情況, 推斷出近紅外1078nm的由Bi5+離子(活性Bi離子)所引起, 可見光波段的528nm發光由Bi3+離子所引起。通過Cr、Mn、Eu、甩寒譽駝Ni、Tm、Yb發光離子在鎢酸鎘晶體中的摻雜及光譜性能的研究, 來進一步研究鎢酸鎘晶體的坩鍋下降法生長行為及探索其新的可能套用。Bi離子與稀土離子Tm, Yb共摻材料中,Bi與Tm和Yb離子存在有效的能量轉移。在980nmLD的激發下, Yb/Bi共摻系統中,Yb離子能把能量有效轉移給活性Bi離子,提高活性Bi離子的近紅外發光強度;而Tm/Bi共摻系統中, 活性Bi離子能把能量有效轉移給Tm離子, 導致Tm離子1800nm螢光強度的增強。這些研究結果為今後研製Bi相關的新型紅外民潤整光學放大器與雷射器奠定一定的學術與技術基礎。
