三价稀土离子光学跃迁的Judd-Ofelt理论应用研究
发布时间：2022-12-10 10:23
近年来,稀土发光材料广泛应用于照明光源、显示器、光纤放大器、光通信和生物医学等领域,稀土掺杂的发光材料因此而备受关注。Judd-Ofelt（J-O）理论是探究三价稀土离子4f-4f跃迁光学跃迁性质的有效工具,主要应用于玻璃、晶体等透明材料,得到了研究人员的普遍认可。但传统的J-O理论计算方法在应用中存在不足,本文对Eu3+的J-O计算进行了改进,并提出了计算稀土离子掺杂非透明材料的J-O参数的方法。提出了一种新的计算Eu3+的J-O参数的方法,并将其用于高温熔融法制备的Eu3+掺杂硼酸盐玻璃。分别通过吸收,发射和激发光谱获得三组J-O参数,并且使用平均J-O参数定量地表示Eu3+在玻璃样品中的辐射跃迁性质。通过比较5D0能级的荧光衰减寿命的理论值与实验值来检验计算结果的可靠性。此外,利用平均J-O参数计算了硼酸盐玻璃中Eu3+的辐射跃迁速率和荧光分支比。提出了一种通过漫反射光谱来获得粉末材料J-O参数的新方法,并应用到了高温固相法合成的Lu2O3:Er3+荧光粉上。首先测量出粉末样品的漫反射光谱,之后通过Kubelka-Munk（K-M）方程获得相对吸收光谱并计算出相对J-O参数,再利...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 稀土发光材料
1.1.1 稀土发光材料简介
1.1.2 稀土发光材料的主要合成方法~([1,10])
1.1.3 稀土发光材料的应用
1.2 三价稀土离子的光学跃迁
1.2.1 传统Judd-Ofelt理论的计算方法
1.2.2 传统Judd-Ofelt理论应用中存在的问题
1.2.3 Judd-Ofelt理论应用的一些技巧
1.3 稀土材料的温度传感性质
1.3.1 温度传感简介
1.3.2 基于荧光材料的温度传感方法
1.3.3 可实现荧光强度比温度传感的稀土离子及光学跃迁
1.4 本文研究的主要内容及意义
2 样品的制备与表征
2.1 实验试剂与仪器
2.2 样品制备方法
2.2.1 Eu~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的制备
2.2.2 Er~(3+)掺杂Lu_2O_3荧光粉的制备
2.2.3 Er~(3+)掺杂LnOCl(Ln=Y,La,Gd)荧光粉的制备
2.3 样品的表征与实验设备
3 Eu~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的Judd-Ofelt参数计算及评价
3.1 Eu~(3+)掺杂LMB玻璃的Judd-Ofelt参数计算
3.1.1 利用吸收光谱计算Judd-Ofelt参数
3.1.2 利用发射光谱计算Judd-Ofelt参数
3.1.3 利用激发光谱计算Judd-Ofelt参数
3.2 Judd-Ofelt计算结果的评价
3.3 LMB:Eu~(3+)的光学跃迁计算
3.4 本章小结
4 Lu_2O_3:Er~(3+)荧光粉的Judd-Ofelt参数的计算
4.1 利用漫反射谱计算Judd-Ofelt参数的方法
4.2 样品的结构表征
4.3 Lu_2O_3:Er~(3+)荧光粉的Judd-Ofelt参数的计算
4.3.1 相对Judd-Ofelt参数的计算
4.3.2 Judd-Ofelt参数修正
4.4 计算结果可靠性的分析
4.5 本章小结
5 Er~(3+)浓度和Ln~(3+)对LnOCl (Ln=Y,La,Gd)荧光粉Judd-Ofelt参数的影响
5.1 样品的结构表征
5.2 Er~(3+)掺杂浓度对YOCl荧光粉Judd-Ofelt参数的影响
5.2.1 Er~(3+)的荧光衰减寿命与浓度的依赖关系
5.2.2 YOCl:Er~(3+)的J-O参数计算结果及其与Er~(3+)浓度的关系
5.2.3 计算结果可靠性分析
5.3 Ln~(3+)对LnOCl (Ln=Y,La,Gd)荧光粉Judd-Ofelt参数的影响
5.4 本章小结
6 能级劈裂对温度传感的影响
6.1 LaOCl:Er~(3+)能级劈裂对温度传感的影响
6.2 LaOCl:Er~(3+)温度传感的修正
6.3 本章小结
7 结论与展望
7.1 本论文主要结论
7.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]LED照明应用现状特征及驱动技术发展综述[J]. 胡进,吕征宇,林辉品,靳晓光. 电源学报. 2018(01)
[2]稀土发光材料的合成方法[J]. 刘晓瑭,刘华鼐,石春山. 合成化学. 2005(03)
本文编号：3716581
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 稀土发光材料
1.1.1 稀土发光材料简介
1.1.2 稀土发光材料的主要合成方法~([1,10])
1.1.3 稀土发光材料的应用
1.2 三价稀土离子的光学跃迁
1.2.1 传统Judd-Ofelt理论的计算方法
1.2.2 传统Judd-Ofelt理论应用中存在的问题
1.2.3 Judd-Ofelt理论应用的一些技巧
1.3 稀土材料的温度传感性质
1.3.1 温度传感简介
1.3.2 基于荧光材料的温度传感方法
1.3.3 可实现荧光强度比温度传感的稀土离子及光学跃迁
1.4 本文研究的主要内容及意义
2 样品的制备与表征
2.1 实验试剂与仪器
2.2 样品制备方法
2.2.1 Eu~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的制备
2.2.2 Er~(3+)掺杂Lu_2O_3荧光粉的制备
2.2.3 Er~(3+)掺杂LnOCl(Ln=Y,La,Gd)荧光粉的制备
2.3 样品的表征与实验设备
3 Eu~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的Judd-Ofelt参数计算及评价
3.1 Eu~(3+)掺杂LMB玻璃的Judd-Ofelt参数计算
3.1.1 利用吸收光谱计算Judd-Ofelt参数
3.1.2 利用发射光谱计算Judd-Ofelt参数
3.1.3 利用激发光谱计算Judd-Ofelt参数
3.2 Judd-Ofelt计算结果的评价
3.3 LMB:Eu~(3+)的光学跃迁计算
3.4 本章小结
4 Lu_2O_3:Er~(3+)荧光粉的Judd-Ofelt参数的计算
4.1 利用漫反射谱计算Judd-Ofelt参数的方法
4.2 样品的结构表征
4.3 Lu_2O_3:Er~(3+)荧光粉的Judd-Ofelt参数的计算
4.3.1 相对Judd-Ofelt参数的计算
4.3.2 Judd-Ofelt参数修正
4.4 计算结果可靠性的分析
4.5 本章小结
5 Er~(3+)浓度和Ln~(3+)对LnOCl (Ln=Y,La,Gd)荧光粉Judd-Ofelt参数的影响
5.1 样品的结构表征
5.2 Er~(3+)掺杂浓度对YOCl荧光粉Judd-Ofelt参数的影响
5.2.1 Er~(3+)的荧光衰减寿命与浓度的依赖关系
5.2.2 YOCl:Er~(3+)的J-O参数计算结果及其与Er~(3+)浓度的关系
5.2.3 计算结果可靠性分析
5.3 Ln~(3+)对LnOCl (Ln=Y,La,Gd)荧光粉Judd-Ofelt参数的影响
5.4 本章小结
6 能级劈裂对温度传感的影响
6.1 LaOCl:Er~(3+)能级劈裂对温度传感的影响
6.2 LaOCl:Er~(3+)温度传感的修正
6.3 本章小结
7 结论与展望
7.1 本论文主要结论
7.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]LED照明应用现状特征及驱动技术发展综述[J]. 胡进,吕征宇,林辉品,靳晓光. 电源学报. 2018(01)
[2]稀土发光材料的合成方法[J]. 刘晓瑭,刘华鼐,石春山. 合成化学. 2005(03)
本文编号：3716581
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