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透明的掺杂稀土离子的氟氧化物玻璃陶瓷是一类新型的微晶玻璃材料,氟化物的微晶镶嵌在氧化物的基质中,使得该玻璃陶瓷同时具有氧化物玻璃的机械稳定性、化学稳定性及氟化物的低声子能量的特点。在所有的稀土离子中,镨离子(Pr3+)是很好的光学掺杂离子,有很多亚稳态存在,例如,3P0,1D2,1G4,这些亚稳态具有很长的荧光寿命,使得Pr3+离子近红外到蓝光的受激发射成为可能。基于LaF3微晶的透明玻璃陶瓷由Dejneka于1998年制备,由于LaF3微晶有很好的稀土离子可溶性并且声子能量很低的特点,从而使该类玻璃陶瓷在1310~1550nm光纤放大器,上转换激光器及三方显示器方面有着潜在的应用。
本项研究工作开展的目的是为了更加深入地了解该类透明玻璃陶瓷的荧光特性,因此我们采用多种不同的激发波长,如:532nm、514.5nm、476.5nm去激发玻璃陶瓷,监测它的荧光光谱。在这篇论文中报道发现了微晶玻璃中不同环境下的稀土离子Pr3+离子的不同荧光特性,当用532nm和514.5nm激光线作为激发波长时,观察到了Pr3+离子从3P0能级到3H5能级的发射。与此同时,用476.5nm激发线去直接激发微晶中的Pr3+的3P0能级,观察到了微晶中的Pr3+的3P0能级到下能级,如:3H5,3H6,3F2能级的发射。比较476.5nm的发射光谱明显地和532nm及514.5nm发射谱不同。认为微晶中不同环境下的Pr3+离子的荧光行为明显的不同。不同激发波长激发了不同环境中的Pr3+离子,不同环境中的Pr3+离子给出了不同的荧光特性。与此同时,也观察到了微晶中的Pr3+离子的浓度猝灭现象,对于不同激发波长,Pr3+离子猝灭浓度不同。利用532nm、514.5nm及325nm作为激发波长,监测了该类透明氟氧玻璃陶瓷的拉曼光谱,研究了微晶的结晶行为及振动特性。