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Structural and optical properties of Dy^(3+):YAlO3 phosphors for yellow light-emitting diode applications

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Journal of Rare Earths 2021年第8期39卷 889-896页

作者： Yingshu Lian Yan Wang Jianfu Li Zhaojie Zhu Zhenyu You chaoyang tu Yadong Xu Wanqi Jie Key Laboratory of Optoelectronic Materials Chemistry and Physics Fujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of SciencesFuzhou 350002China College of Chemistry and Materials Science Fujian Normal UniversityFuzhou 350007China Fujian Science&Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China Fuzhou 350108China State Key Laboratory of Solidification Processing Northwestern Poly technical UniversityXi'an 710072China

The spectroscopic properties of a series of Dy^(3+)single-doped and Dy^(3+)/Nd^(3+),Dy^(3+)/Tb^(3+),and Dy^(3+)/Tm^(3+)co-doped YAlO_(3)(yttrium aluminum perovskite,YAP)phosphors were investigated and compared through the measurements of optical absorption,emission spectra,and fluorescence decay *** the Dy^(3+)ion single-doped samples,the intensity of each absorption band increases with an increment in Dy^(3+)ion doping concentration,and the identified strong absorption peak at 447 nm indicates that Dy^(3+):YAP phosphors are suitable to be pumped by a blue laser diode(LD).For all co-doped samples,absorption peaks of Dy^(3+)ion along with some of the absorption bands of Nd^(3+),Tb^(3+),and Tm^(3+)ions are *** 351 and 447 nm excitation,a prominent emission peak at 572 nm was obtained in all the samples,corresponding to Dy^(3+):^(4)F_(9/2)→^(6)H_(13/2)***,2 at%Dy^(3+):YAP phosphor exhibits the highest yellow emission intensity under 447 nm *** the three kinds of Dy^(3+)co-doped phosphors,Dy^(3+)/Tb^(3+):YAP phosphor possesses the dominant yellow *** fluorescence decay curves show exponential behaviour and are fitted *** Commission International de L’Eclairage(CIE)chromaticity coordinates were calculated following the respective emission spectra,and it is found that all the coordinates locate in the yellow *** energy transfer(ET)processes were investigated and the concentration quenching mechanism was *** obtained results suggest that Dy^(3+)-activated YAP phosphors are good candidates for yellow LED applications.

关键词： Dy^(3+):YAP phosphors Optical properties Decay lifetime CIE Energy transfer process Rare earths

The optimization design of photo-electric coupling mechanism of Er3+ doped in mid-infrared laser crystals at the wavelength of ～3 μm

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The optimization design of photo-electric coupling mechanism...

Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体的光谱分析及中红外发射增强

中国稀土学会2017学术年会

作者： chaoyang tu Yan Wang Zhenyu You Zhaojie Zhu Jianfu Li Junlong Xu Key Laboratory of Optoelectronic Materials Chemistry and Physics Fujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of Sciences

The mid-infrared solid lasers at the wavelength of 2.7μm have drawn much attention for enormous applications in medicine,detection and remote sensors *** doping in matrix can be served as an active ion to achieve 2.7μm lasers effectively through its I→I *** were many reports about Er as an active ion concentrate mainly on oxide hosts(crystals and ceramics) like YAG,YSGG and fluoride hosts like CaF,SrF,***,the efficiencies of these lasers are low because of the scientific problems,such as the high nonradiative transition probability,self-termination effect,low absorption efficiency,multiple luminescence competing channels,*** result in failure in meeting the demand of practical *** order to overcome these disadvantages,some sensitizing ions,such as Nd,Pr,Tm were co-coped into laser crystals for optimization design of photo-electric coupling mechanism of Er ions in our *** new gallates and aluminates such as GdGaO,ABCO(A=Ca,Sr,Ba,B=Y,Gd,La,C=Al,Ga),CaReAlO,ReScGaO,were used as hosts of mid-infrared laser crystals and their Er co-doped with sensitizing ions laser crystals with high quality and larger sizes were *** spectra and laser properties were also *** microchip laser and passively Q-switched mid-infrared(MIR) solid state lasers with BiTe/graphene hetero-structure saturable absorber(SA) were obtained for the first time.

关键词： mid-infrared solid laser crystal photo-electric coupling mechanism of Er3+ The spectra and laser properties

来源： cnki会议评论

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发光学报 2024年第6期45卷 905-912页

作者：乐旭星王燕朱昭捷李坚富涂朝阳中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室福建福州350002 中国科学院大学北京100039

采用非化学计量配比的提拉法成功生长出Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体、Er^(3+)/Yb^(3+):SrLaGaO_(4)和Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体并进行了详细的光谱分析,同时对纯的SrLaGaO_(4)晶体进行了热学性能分析。与Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体相比,Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体不仅展示了更好的吸收特性,而且还表现出较弱的近红外发射,以及优异的中红外发射;Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中2.7μm铒激光下能级4I13/2的荧光寿命显著减少,而上能级4I11/2的寿命略微下降,成功抑制了自终止效应。此外,本工作还研究了Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中Yb^(3+)的敏化作用和Pr^(3+)离子的去激活作用以及能量传递机制。总之,引入Yb^(3+)和Pr^(3+)有利于在Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中实现增强的2.7μm发射,这使其成为中红外激光有前途的候选材料。

关键词： SrLaGaO_(4)晶体 Er^(3+)掺杂晶体生长中红外激光晶体光谱分析

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Dy^(3+)掺杂SrGdGa_(3)O_(7)晶体的晶体生长,结构、光学和可见光荧光特性

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无机材料学报 2023年第12期38卷 1475-1482页

作者：王海东王燕朱昭捷李坚富 LAKSHMINARAYANA Gandham 涂朝阳中国科学院福建物质结构研究所福州350002 中国科学院大学北京100049 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室) 福州350108 韩国庆北国立大学智能建筑自动化中心韩国大邱41566

采用Chzochralski方法成功生长了Dy^(3+)掺杂的SrGdGa_(3)O_(7)晶体,并对其结构和光学特性进行了详细研究。基于XRD数据,采用Rietveld法优化了晶体的晶格参数。分析了Dy:SrGdGa_(3)O_(7)晶体的偏振吸收谱、偏振发射谱和荧光衰减曲线。在... 详细信息

采用Chzochralski方法成功生长了Dy^(3+)掺杂的SrGdGa_(3)O_(7)晶体,并对其结构和光学特性进行了详细研究。基于XRD数据,采用Rietveld法优化了晶体的晶格参数。分析了Dy:SrGdGa_(3)O_(7)晶体的偏振吸收谱、偏振发射谱和荧光衰减曲线。在452 nm处,π偏振和σ偏振对应的吸收截面分别为0.594×10^(-21)和0.555×10^(-21)cm^(2)。计算得到的有效J-O强度参数Ω_(2)、Ω_(4)和Ω_(6)分别为5.495×10^(-20)、1.476×10^(-20)和1.110×10^(-20)cm^(2)。J-O理论分析和荧光光谱表明:在452 nm激发下,Dy:SrGdGa_(3)O_(7)晶体4F9/2→6H_(13/2)跃迁在可见光波段具有最高的荧光分支比和荧光强度,在574 nm处的π和σ偏振发射截面分别为1.84×10^(-21)和2.49×10^(-21)cm^(2)。Dy^(3+):4F9/2能级的辐射寿命和荧光寿命分别为0.768和0.531 ms,量子效率为69.1%。研究结果表明:Dy^(3+):SrGdGa_(3)O_(7)晶体是一种潜在的可用于蓝光LD泵浦实现黄激光的材料。

关键词：晶体生长 Dy^(3+):SrGdGa_(3)O_(7) 光学性能黄光发射

Dy^(3+):Y_(3)Al_(5)O_(12)晶体的光谱与黄色激光性能

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无机材料学报 2023年第3期38卷 350-356页

作者：杨佳雪李雯王燕朱昭捷游振宇李坚富涂朝阳中国科学院福建物质结构研究所福州350002 福州大学化学学院福州350116 福州大学材料科学与工程学院福州350116 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室) 福州350108

近年来,黄色激光晶体在激光显示、激光医疗、激光雷达(光探测和测距)、玻色-爱因斯坦凝聚、原子冷却和俘获等领域具有广泛的应用,吸引了研究人员极大的兴趣。随着蓝光LD泵浦源的商用化,直接泵浦Dy^(3+)掺杂激光晶体可输出黄色激光,对应^... 详细信息

近年来,黄色激光晶体在激光显示、激光医疗、激光雷达(光探测和测距)、玻色-爱因斯坦凝聚、原子冷却和俘获等领域具有广泛的应用,吸引了研究人员极大的兴趣。随着蓝光LD泵浦源的商用化,直接泵浦Dy^(3+)掺杂激光晶体可输出黄色激光,对应^(4)F_(9/2)→^(6)H_(13/2)跃迁。本工作采用提拉法生长了Dy^(3+)掺杂浓度分别为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%和4.0%(原子分数)的Dy^(3+):Y_(3)Al_(5)O_(12)(Dy:YAG)晶体,并分析了晶体开裂的原因。基于Judd-Ofelt理论计算了J-O强度参数,并利用其评估了不同掺杂浓度的Dy:YAG晶体的其它激光参数。综合讨论了Dy^(3+)掺杂浓度对荧光分支比、受激发射截面、量子效率等光谱性能的影响。在五个晶体样品中,1.0%Dy:YAG晶体在447 nm激发下实现了582 nm最大的受激发射截面值和最强的荧光强度值,荧光寿命较长,达到0.823 ms。与之相比,2.0%Dy:YAG晶体发射参数值略低,但是其吸收系数更大。研究结果表明,激光二极管泵浦的Dy:YAG黄色激光晶体中Dy^(3+)离子的浓度为1.0%和2.0%较为合适,并基于2.0%Dy:YAG晶体实现了连续黄色激光输出,最大功率为166.8μW,激光峰值波长为582.5 nm。

关键词： YAG晶体 Dy^(3+) 晶体生长荧光特性黄色激光

BaB_2O_4—CdO和BaB_2O_4—ZnO二元系相图的研究

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无机化学学报 1989年第3期5卷 85-89页

作者：王国富涂朝阳中国科学院福建物质结构研究所

本文用差热分析和X射线衍射方法测定了BaB_2O_4-CdO和BaB_2O_4-ZnO二元系相图。在BaB_2O_4-CdO体系中存在着一新化合物BaCdB_2O_5,在785±3℃同成份熔化。在BaB_2O_4-ZnO体系中,由包晶反应形成一新化合物BaZn_3B_2O_7,反应温度为903±3... 详细信息

本文用差热分析和X射线衍射方法测定了BaB_2O_4-CdO和BaB_2O_4-ZnO二元系相图。在BaB_2O_4-CdO体系中存在着一新化合物BaCdB_2O_5,在785±3℃同成份熔化。在BaB_2O_4-ZnO体系中,由包晶反应形成一新化合物BaZn_3B_2O_7,反应温度为903±3℃。在富BaB_2O_4区形成一个宽的低温相BaB_2O_4固溶区。研究结果表明,用Zn^(2+)替代BaB_2O_4中Ba^(2+)形成固溶体,不能将高温相BaB_2O_4稳定到室温,证实了“经验函数关系式”的预测结果。

关键词：相图相变 BaB2O4 CdO ZnO

2.5～5.0μm波段中红外激光晶体的生长和性能研究

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中国科学：技术科学 2016年第9期46卷 894-909页

作者：王燕李坚富游振宇夏候平朱昭捷徐金龙涂朝阳中国科学院福建物质结构研究所中国科学院光电材料化学与物理重点实验室福州350002

中红外激光在大气污染监控、气体流量监测、海洋探测、激光医疗、军事对抗、基础科学研究等方面具有极其重要的价值.本文总结了近年来2.5~5.0μm波段中红外激光晶体的生长、物化、光谱及激光性能研究进展.采用提拉法生长出了一系列Er^(... 详细信息

中红外激光在大气污染监控、气体流量监测、海洋探测、激光医疗、军事对抗、基础科学研究等方面具有极其重要的价值.本文总结了近年来2.5~5.0μm波段中红外激光晶体的生长、物化、光谱及激光性能研究进展.采用提拉法生长出了一系列Er^(3+)激活及稀土离子共掺的低声子能镓酸盐、铝酸盐晶体,如Gd_3Ga_5O_(12)(GGG),SrGdGa_3O_7,SrLaGa_3O_7,CaYAlO_4和CaGdAlO_4等晶体,Ho^(3+)激活及敏化离子共掺的GGG晶体,以及Dy^(3+):YAlO_3等晶体,实现了2.5~3.4μm波段的发光.采用坩埚下降法生长出高质量Dy^(3+):KPb2Cl5,Cr^(2+):CdSe,Cr^(2+):Fe^(2+):CdSe等晶体,实现了2.5~5.0μm波段的发光.系统地研究了这些晶体的物化和光谱性能.重点研究了Er^(3+)激活离子在中红外波段的荧光动力学:分析了激活离子的浓度效应、共掺敏化离子的敏化机制以及退激活离子在抑制自终态效应方面所起的作用,计算了激活离子与共掺敏化离子、激活离子与共掺退激活离子之间的能量传递效率,诠释了能量传递机制.根据光谱性能研究结果,筛选出不同晶体中Er^(3+)的最佳掺杂浓度、共掺敏化离子及退激活离子的种类和浓度.研究了Er^(3+)激活的GGG和CaYAlO_4等晶体的激光性能.采用965nmLD端面泵浦Er:GGG,Er,Pr:GGG和Er:GGG/GGG键合晶体,采用氙灯泵浦Cr,Er:YSGG等晶体,均实现了高效的2.7~2.8μm多波长连续或脉冲激光输出,并在Er:GGG晶体上首次实现单纵模微片激光输出.

关键词：中红外激光晶体晶体生长光谱性能激光性能敏化机理能量传递

反应磁控溅射制备h-BN薄膜及其日盲紫外探测器

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人工晶体学报 2023年第5期52卷 798-804页

作者：武成朱昭捷李坚富涂朝阳吕佩文王燕中国科学院福建物质结构研究所福州350002 中国科学院大学北京100039

随着电子信息技术的飞速发展,具有更高抗干扰能力以及更高灵敏度的日盲紫外探测器引起了广泛关注。六方相氮化硼(h-BN)凭借其超宽带隙、高光吸收系数、高热导率及高击穿场强等优势成为日盲紫外探测器研究的热点材料。此外,h-BN良好的机... 详细信息

随着电子信息技术的飞速发展,具有更高抗干扰能力以及更高灵敏度的日盲紫外探测器引起了广泛关注。六方相氮化硼(h-BN)凭借其超宽带隙、高光吸收系数、高热导率及高击穿场强等优势成为日盲紫外探测器研究的热点材料。此外,h-BN良好的机械强度和光学透明性使其兼具柔性探测器的潜力。然而室温条件下制备的h-BN薄膜常具有较多缺陷,极大程度上限制了其柔性探测器的发展。本文在室温条件下采用反应磁控溅射,以B为生长源,在蓝宝石和Si衬底上实现了较高质量h-BN薄膜的制备,并在此薄膜的基础上制备了高性能日盲紫外探测器。3 V电压下,其探测器拥有极低的暗电流(0.07 pA)、较高的响应度(1.37μA/W)和探测率(2.73×10^(10)Jones)。本文的研究结果证实了室温制备h-BN薄膜及其日盲紫外探测器的可行性,为实现可在室温下工作的h-BN探测器的应用提供了参考。

关键词： h-BN薄膜反应溅射法室温日盲紫外探测器光电性能响应度

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低Pe数流体管内层流换热的积分解—同时考虑流体和管壁的轴向导热

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核科学与工程 1988年第1期 1-10页

作者：王朝阳屠传经浙江大学

在低Pe数流体管内层流热发展段的换热问题中,流体及管壁的轴向导热是不容忽视的。本文从计算简单和工程应用方便考虑,对管壁导热和流体对流的耦合问题,提出了一个新颖的积分模型。此模型反映了Pe数和管壁导热参数β对管内壁热流及流体... 详细信息

在低Pe数流体管内层流热发展段的换热问题中,流体及管壁的轴向导热是不容忽视的。本文从计算简单和工程应用方便考虑,对管壁导热和流体对流的耦合问题,提出了一个新颖的积分模型。此模型反映了Pe数和管壁导热参数β对管内壁热流及流体混合温度的影响。通过对二区域问题(半无限长加热段)的具体求解,发现此模型的精度甚高,与Faghri等人的数值解符合得很好。本文最后还讨沦了此积分模型推广应用的可能性。

关键词：轴向导热层流换热 Pe 管壁流体积分解流体管