● 摘要
摘要
氟氧化物玻璃陶瓷是最近几年来发展起来的一种新型材料,兼具氟化物和氧化物的优点,期望作为高效上转换发光材料.氟氧化物玻璃陶瓷由于其特殊的制备工艺,使掺杂其中的稀土离子一部分优先富集在纳米晶体里,一部分残留在玻璃基质里, 稀土离子具有两种明显的局域环境,同时兼具晶体和非晶体的特点,可以根据实际需要,突出某种局域环境的光谱学特性,具有潜在的应用价值.本论文研究了Tm3+离子掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷材料在激光辐照下的热传导效应和光谱学性质.主要分为三个部分,第一部分研究了在激光辐照下,Tm3+离子掺杂的透明纳米玻璃陶瓷的局域热效应;第二部分利用低温激光选择激发技术,选择激发两种局域环境稀土离子, 分离了晶相和玻璃相Tm3+离子的发射谱,发现玻璃相Tm3+离子更偏爱于上转换;第三部分研究了两种局域环境稀土离子荧光光谱的温度特性.
第一部分 Tm3+离子掺杂的透明纳米玻璃陶瓷的局域热效应研究
发光离子在光激发下的光谱性质及动力学过程依赖于发光离子的局域温度，而该局域温度又依赖于样品的环境温度、激发光的强弱、样品的内部结构及其导热性能等。本部分将利用固体中的热传导理论和高分辨激光光谱学方发，对发生在透明氟氧化物纳米玻璃陶瓷中的光致局域热效应进行研究，分析探讨纳米玻璃陶瓷中的热传导性质以及其对掺杂离子的荧光性质的影响。
第二部分 Tm3+掺杂含有LaF3纳米晶粒玻璃陶瓷的激光选择激发
利用低温下的选择激发技术，研究了Tm3+离子掺杂的玻璃陶瓷的晶相或玻璃相环境的Tm3+离子的光谱特性。两种局域环境Tm3+离子的荧光特性的研究结果表明:处于不同环境的Tm3+离子荧光光谱可以通过调谐激发波长来分离.激发光源为红色单色激光时,处于玻璃基质中Tm3+离子发光中心偏爱于蓝色上转换发射,当激发波长和激发态吸收一致时, 获得了最高的上转换效率; 当激发波长和基态吸收一致时,处于LaF3纳米微晶内的Tm3+离子发光中心被选择激发,一步荧光强度最大.
第三部分 Tm3+掺杂的透明氟氧化物玻璃陶瓷荧光光谱的温度特性
研究了不同环境和温度条件下Tm3+ 掺杂的透明氟氧化物玻璃陶瓷的选择激发光谱和荧光弛豫性质.在20 K到450 K的温度范围内，探讨了发光离子的局域环境对荧光光谱温度依赖关系的影响。观测结果显示玻璃环境中发光离子的荧光寿命受温度影响较小，而位于晶相环境中离子的荧光寿命则显示较强的温度依赖特性.分析了选择激发条件下3H4能级荧光寿命随温度变化的规律，并对荧光衰减过程的二阶指数行为进行了讨论.
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