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目前,激光防伪技术已广泛应用于身份证、货币、标签和重要文件,对于商业和公共安全至关重要。为了进一步提高上转换材料的发射强度,本文采用高温固相法,选择最大声子能量低、带隙较宽、化学稳定性强的YF3作为基质材料,阶梯状能级丰富、亚稳态能级寿命较长的Er3+、Ho3+、Tm3+作为激活离子,980nm吸收截面较大的Yb3+作为敏化离子,制备980nm激发的上转换发光材料。研究发现敏化离子Yb3+掺杂量的增多,能缩短激活剂与敏化剂间距,促进能量传递过程。Al3+、Ba2+、Sr2+、Mg2+的掺杂能引起晶格收缩现象,降低局部晶体场对称性,促进稀土离子4f-4f跃迁。通过差热分析(DTA)、上转换发射光谱、X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)的研究,可知材料的烧结温度对发射强度、结晶度、晶粒生长有重要作用。通过发射强度与激发电流的拟合结果,证实材料的多光子吸收过程,并阐述980nm激发时材料的能级跃迁过程。取得的主要成果如下: (1)Al3+、Ba2+掺杂YF3∶Er3+,Yb3+材料,主要发射548nm绿光及660nm红光。研究Yb3+、Al3+和Ba2+离子种类和含量对上转换光强的影响,并分析材料最佳烧结温度。绿光和红光发射均为双光子过程,且讨论能级跃迁对发射强度的作用。 (2)Ba2+、Al3+、Sr2+掺杂YF3∶Ho3+,Yb3+材料,主要发射546nm绿光。研究Yb3+、Ba2+、Al3+和Sr2+离子种类和含量对发射强度的影响,并分析材料最佳烧结温度。绿光发射为双光子过程,且阐述其能级跃迁路径。 (3)Ba2+掺杂YF3∶Tm3+,Yb3+材料,主要发射480nm蓝光。研究Ba2+离子种类和含量对上转换发射强度的影响,并分析材料最佳烧结温度。蓝光发射为三光子过程,且探讨其能级跃迁方式。 (4)Mg2+掺杂YF3∶Er3+,Yb3+材料,主要发射548nm绿光及660nm红光。与成果(1)相比,红/绿光强比有所降低。研究Mg2+离子种类和含量对上转换发光的影响,并分析材料最佳烧结温度。