Ce^(3+)掺杂YAG透明陶瓷的制备与光性能研究 被引量：23

1

作者 石云 潘裕柏 +2 位作者 冯锡淇 李江 郭景坤 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期125-128,共4页

采用高纯微米级商业原料(≥99.99%)α-Al2O3、Y2O3和CeO2,用固相反应法制备了0.3at%Ce3+∶YAG透明陶瓷.粉体经行星式球磨,陶瓷素坯在1750℃真空烧结10h,真空度10-3Pa,双面抛光后,厚度为1.2mm的透明陶瓷试样在可见光区500~900nm的直线透... 采用高纯微米级商业原料(≥99.99%)α-Al2O3、Y2O3和CeO2,用固相反应法制备了0.3at%Ce3+∶YAG透明陶瓷.粉体经行星式球磨,陶瓷素坯在1750℃真空烧结10h,真空度10-3Pa,双面抛光后,厚度为1.2mm的透明陶瓷试样在可见光区500~900nm的直线透过率可达80%左右,光学均匀性良好.荧光光谱分析表明,发射峰位于500~700nm之间,这是Ce3+的特征发射.结果表明,Ce∶YAG透明陶瓷的发光性能与相应的单晶相当,有望作为闪烁材料应用于中低能量射线(α、β粒子等)的探测. 展开更多

关键词 固相反应法 Ce∶YAG 闪烁透明陶瓷

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高光学质量Yb:YAG透明陶瓷的制备及激光参数研究 被引量：7

2

作者 王晴晴 石云 +4 位作者 冯亚刚 刘欣 陈昊鸿 谢腾飞 李江 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期205-210,共6页

以高纯Y2O3,α-Al2O3,Yb2O3粉体作为原料,采用固相反应和真空烧结法(1750℃,30 h)制备了高光学质量的Yb:YAG透明陶瓷。5.0at%Yb:YAG陶瓷中Yb3+的实测浓度为6.41×1020 cm–3,晶胞密度为4.65 g/cm3。本工作重点研究了Yb:YAG陶瓷的显... 以高纯Y2O3,α-Al2O3,Yb2O3粉体作为原料,采用固相反应和真空烧结法(1750℃,30 h)制备了高光学质量的Yb:YAG透明陶瓷。5.0at%Yb:YAG陶瓷中Yb3+的实测浓度为6.41×1020 cm–3,晶胞密度为4.65 g/cm3。本工作重点研究了Yb:YAG陶瓷的显微结构、光谱特性和激光性能参数。场发射扫描电镜(FESEM)结果表明,Yb:YAG陶瓷的结构均匀致密、晶界干净平直,平均晶粒尺寸为(19±3)μm。该陶瓷样品(厚度为4.0 mm)在400 nm处的直线透过率为82.5%,在1100 nm处的透过率为85.2%。泵浦波长940 nm处的泵浦饱和光强最小,激光波长1030 nm处的泵浦阈值功率最低,940 nm泵浦1030 nm激光的品质因子为1.02×10–22 cm·s。通过计算增益截面表明Yb:YAG陶瓷宽带可调谐,是理想的激光增益材料。 展开更多

关键词 Yb:YAG陶瓷 反应烧结 光谱特性 激光性能参数

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磁光透明陶瓷的研究进展 被引量：9

3

作者 李江 戴佳卫 潘裕柏 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-8,共8页

磁光材料是指从紫外到红外波段具有磁光效应的光功能材料,按照材料的类型可将其分为磁光玻璃、磁光晶体、磁光透明陶瓷等。其中,磁光透明陶瓷是近年来出现的一种新型磁光介质材料,具有高Verdet常数、大尺寸、高热导率、高激光损伤阈值... 磁光材料是指从紫外到红外波段具有磁光效应的光功能材料,按照材料的类型可将其分为磁光玻璃、磁光晶体、磁光透明陶瓷等。其中,磁光透明陶瓷是近年来出现的一种新型磁光介质材料,具有高Verdet常数、大尺寸、高热导率、高激光损伤阈值等优点,因而是用于高功率激光器中法拉第隔离器最理想的材料之一。目前已经报道的磁光透明陶瓷材料主要包括铽镓石榴石(Tb_3Ga_5O_(12),TGG)陶瓷、铽铝石榴石(Tb_3Al_5O_(12),TAG)陶瓷以及一些倍半氧化物陶瓷,如氧化铽(Tb_2O_3)陶瓷、氧化钬(Ho_2O_3)陶瓷、氧化镝(Dy_2O_3)陶瓷等。本文首先介绍了几种常见的磁光效应,详细阐述了法拉第效应和克尔效应的基本原理。着重对几种磁光透明陶瓷材料的研究进展、材料性能、应用前景进行了综述和介绍,并对这几种磁光透明陶瓷的性能进行了比较和分析,指出了它们存在的问题和今后的研究方向。 展开更多

关键词 磁光透明陶瓷 法拉第隔离器 研究进展 展望 综述

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黄光激光用Dy,Tb∶LuAG透明陶瓷的制备与性能研究 被引量：1

4

作者 刘强 武龙飞 +7 位作者 李晓英 刘子玉 陈鹏辉 田丰 谢腾飞 PIRRI Angela TOCI Guido 李江 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1733-1740,共8页

以NH_(4)HCO_(3)为沉淀剂,通过共沉淀法合成了分散性良好的Dy,Tb∶LuAG纳米粉体,并研究了前驱体的热分解行为、粉体的物相及显微形貌。在不添加任何烧结助剂的情况下,采用真空预烧结合热等静压烧结技术首次制备出高透明的Dy,Tb∶LuAG陶... 以NH_(4)HCO_(3)为沉淀剂,通过共沉淀法合成了分散性良好的Dy,Tb∶LuAG纳米粉体,并研究了前驱体的热分解行为、粉体的物相及显微形貌。在不添加任何烧结助剂的情况下,采用真空预烧结合热等静压烧结技术首次制备出高透明的Dy,Tb∶LuAG陶瓷,并研究了预烧温度对陶瓷显微形貌及光学质量的影响。当预烧温度为1600℃时,退火后的Dy,Tb∶LuAG陶瓷(厚度为1.5 mm)在578 nm处的直线透过率达到83.6%,平均晶粒尺寸为0.9μm。此外,退火后的3%Dy,1%Tb∶LuAG透明陶瓷在447 nm的吸收截面积为1.3×10^(-21) cm^(2),半高宽为3.0 nm,与商用GaN蓝色激光二极管具有良好的匹配性。研究表明,Dy,Tb∶LuAG透明陶瓷在黄光激光领域具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 Dy Tb∶LuAG 透明陶瓷 共沉淀法 热等静压烧结

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固体激光用Nd:Lu_(2)O_(3)透明陶瓷的制备和光学性能研究 被引量：4

5

作者 刘子玉 TOCI Guido +8 位作者 PIRRI Angela PATRIZI Barbara 冯亚刚 陈肖朴 胡殿君 田丰 吴乐翔 VANNINI Matteo 李江 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期210-216,共7页

Nd:Lu_(2)O_(3)材料由于具有高热导率、低声子能量和优异的光学特性而成为非常有前景的高功率固体激光器用的增益介质。但Lu_(2)O_(3)单晶的熔点超过2400℃,难以生长,而Lu_(2)O_(3)陶瓷既能在低温下制备,又具有与晶体相当的光学性质和... Nd:Lu_(2)O_(3)材料由于具有高热导率、低声子能量和优异的光学特性而成为非常有前景的高功率固体激光器用的增益介质。但Lu_(2)O_(3)单晶的熔点超过2400℃,难以生长,而Lu_(2)O_(3)陶瓷既能在低温下制备,又具有与晶体相当的光学性质和激光性能从而备受关注。本研究制备了高透明的Nd:Lu_(2)O_(3)陶瓷并对其光学性质和激光性能进行探究。以共沉淀法制备的纳米粉体为原料,采用真空烧结结合热等静压(HIP)两步烧结法制备了1.0at%Nd:Lu_(2)O_(3)透明陶瓷。对制备的粉体、素坯和陶瓷的微结构进行了表征:HIP后处理的陶瓷平均晶粒尺寸是724.2nm。厚度为1.0mm的1.0at%Nd:Lu_(2)O_(3)透明陶瓷在1100 nm处的直线透过率是82.4%,样品在806 nm处的吸收截面为1.50×10^(-20)cm^(2),而根据荧光光谱计算得到的发射截面为6.5×10^(–20)cm^(2)。分别在878.8和895.6 nm波长激发下,1.0at%Nd:Lu_(2)O_(3)透明陶瓷(4)^F3/2→(4)^I11/2跃迁的平均荧光寿命均为169ms。当输出耦合镜的透过率TOC=2.0%时,退火后的1.0at%Nd:Lu_(2)O_(3)透明陶瓷获得了最大输出功率为0.47 W的准连续(QCW)激光输出,斜率效率为8.7%。本研究成功制备了显微结构均匀、高透明度的1.0at%Nd:Lu_(2)O_(3)陶瓷,并展示了其在固体激光增益介质领域的广阔应用潜力。 展开更多

关键词 Nd:Lu2O3透明陶瓷 共沉淀法 两步烧结 光学性能 激光性能

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固态照明/显示用荧光陶瓷研究进展 被引量：26

6

作者 李江 李万圆 +1 位作者 刘欣 刘强 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期580-604,共25页

固态照明作为第四代照明光源因其高效、环保的优势在近30年来得到了飞速发展,广泛应用于各种场景(例如汽车大灯、投影显示、工业生产和远距离照明)。而大功率、高亮度的白色发光二极管(W-LED)及激光照明技术对颜色转换材料的服役稳定性... 固态照明作为第四代照明光源因其高效、环保的优势在近30年来得到了飞速发展,广泛应用于各种场景(例如汽车大灯、投影显示、工业生产和远距离照明)。而大功率、高亮度的白色发光二极管(W-LED)及激光照明技术对颜色转换材料的服役稳定性提出了新的要求,荧光陶瓷以其能承受高功率激发密度的独特优势应运而生。本文综合评述了固态照明/显示用荧光陶瓷的最新研究进展,阐明了光源的评估标准,总结了白光及几种单色发光荧光陶瓷在大功率照明和投影显示领域的发展和应用。并阐述了荧光陶瓷中光提取效率、显色指数(CRI)和相关色温(CCT)的提升策略,讨论了激光照明中的发光饱和与发光均匀性问题。最后对荧光陶瓷在固态照明/显示应用中的前景和挑战进行了展望。 展开更多

关键词 颜色转换 荧光陶瓷 高发光效率 高发光品质

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醇水共沉淀法制备Yb:YAG透明陶瓷及其性能研究 被引量：6

7

作者 黄新友 刘玉敏 +7 位作者 刘洋 李晓英 冯亚刚 陈肖朴 陈鹏辉 刘欣 谢腾飞 李江 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期217-224,共8页

Yb:YAG透明陶瓷由于具有宽的吸收带和发射带、高增益、低的热负载、长的荧光寿命、高的量子效率等优点而成为有应用前景的高功率固体激光器用增益介质。本研究优化了粉体的性能并制备了高透明的Yb:YAG陶瓷。以碳酸氢铵为沉淀剂,分别以... Yb:YAG透明陶瓷由于具有宽的吸收带和发射带、高增益、低的热负载、长的荧光寿命、高的量子效率等优点而成为有应用前景的高功率固体激光器用增益介质。本研究优化了粉体的性能并制备了高透明的Yb:YAG陶瓷。以碳酸氢铵为沉淀剂,分别以纯水或乙醇/水混合物为溶剂,采用共沉淀法合成了5at%Yb:YAG纳米粉体。在1250℃下煅烧4 h得到的所有粉体均为纯YAG相。与纯水溶剂制备的粉体相比,醇水溶剂制备的粉体具有更小的平均晶粒尺寸和更低的团聚程度。以醇水溶剂制备的粉体为原料,采用真空烧结法在不添加烧结助剂的情况下成功制备了5at%Yb:YAG透明陶瓷,并对1500~1825℃烧结20 h和1800℃烧结10~50 h所得陶瓷的微观结构和直线透过率进行了探究。除在1825℃下烧结20 h所得的陶瓷外,其余的5at%Yb:YAG陶瓷都具有均匀的微观结构。在1800℃下烧结50 h制备的5at%Yb:YAG陶瓷具有最高的光学质量,在1100和400 nm处的直线透过率分别为78.6%和76.7%(样品厚度为2.2 mm)。该Yb:YAG透明陶瓷在937 nm处的吸收截面为5.03×10^(-21)cm^(2),在1031 nm处的发射截面为13.48×10^(-21)cm^(2)。 展开更多

关键词 Yb:YAG透明陶瓷 醇水共沉淀法 真空烧结 微观结构 光学性能

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高亮度固态照明用黄绿光发射Ce∶LuAG透明陶瓷 被引量：3

8

作者 刘强 李万圆 +9 位作者 刘欣 朱雨轩 邓陶丽 李晓英 陈鹏辉 田丰 谢腾飞 李淑星 邹军 李江 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1520-1530,共11页

通过固相反应结合真空烧结制备了(Ce_(x)Lu_(1-x))_(3)Al_(5)O_(12)(Ce∶LuAG,x=0.0005,0.001,0.002,0.003,0.004)透明陶瓷。厚度为1.0 mm的Ce∶LuAG陶瓷在500~800 nm波长范围内的直线透过率大于75%。研究了不同浓度Ce∶LuAG陶瓷在454 n... 通过固相反应结合真空烧结制备了(Ce_(x)Lu_(1-x))_(3)Al_(5)O_(12)(Ce∶LuAG,x=0.0005,0.001,0.002,0.003,0.004)透明陶瓷。厚度为1.0 mm的Ce∶LuAG陶瓷在500~800 nm波长范围内的直线透过率大于75%。研究了不同浓度Ce∶LuAG陶瓷在454 nm蓝光LED激发下的吸收和发射特性,获得了可调的相关色温(5653~7433 K)。所制备的Ce∶LuAG陶瓷具有优异的热性能和发光性能,在225℃下的PL强度较室温仅下降7%,0.1%Ce∶LuAG陶瓷在蓝光LED激发下的发光效率达到179 lm/W。进一步研究了不同厚度Ce∶LuAG陶瓷的发光饱和性能,1 mm厚的0.1%Ce∶LuAG陶瓷在功率密度为24.6 W/mm^(2)的蓝光LD激发下获得了3646 lm的高光通量,同时没有出现发光饱和现象。研究结果表明,Ce∶LuAG透明陶瓷具有高发光效率和热稳定性,适合用于大功率固态照明。 展开更多

关键词 发光饱和 Ce∶LuAG陶瓷 颜色转换器 高亮度

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Bi_2O_3-SiO_2玻璃及玻璃陶瓷近红外发光性能的研究 被引量：3

9

作者 刘军芳 苏良碧 徐军 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期859-863,共5页

采用高温熔融法制备了Bi2O3-SiO2玻璃及玻璃陶瓷,测试了样品的近红外光区及可见光区的发射谱、激发谱及荧光寿命。在808 nm波长光的激发下,Bi2O3-SiO2玻璃及玻璃陶瓷中均发现了近红外发光。当Bi2O3含量较低时(30mol%、40mol%、50mol%),... 采用高温熔融法制备了Bi2O3-SiO2玻璃及玻璃陶瓷,测试了样品的近红外光区及可见光区的发射谱、激发谱及荧光寿命。在808 nm波长光的激发下,Bi2O3-SiO2玻璃及玻璃陶瓷中均发现了近红外发光。当Bi2O3含量较低时(30mol%、40mol%、50mol%),发光中心位于1336 nm(或1300 nm),为宽带发光;随Bi2O3含量的增加,1070 nm左右出现了窄带近红外发光峰,且逐渐成为最强发光峰,与此同时,1336 nm(或1300 nm)的宽带发光转变为窄带发光。1336 nm(或1300 nm)与1070 nm发射峰的荧光寿命及激发谱均存在较大的区别,初步分析认为这两个发射峰归属于不同的发光中心,1336 nm(或1300 nm)发射峰源于低价态Bi离子。 展开更多

关键词 近红外发光 Bi离子 玻璃陶瓷

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球磨转速对Nd:YAG透明陶瓷的显微结构及光学性能的影响 被引量：1

10

作者 刘婧 刘军 +4 位作者 李江 林丽 潘裕柏 程晓农 郭景坤 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期581-587,共7页

以高纯商业Y2O3、α-Al2O3和Nd2O3粉体为原料,以TEOS(正硅酸乙酯)和Mg O为烧结助剂,采用固相反应和真空烧结技术制备了1.0at%Nd:YAG透明陶瓷。系统研究了球磨转速(球磨时间10 h)对混合粉体的尺寸以及对陶瓷样品致密化行为、显微结构和... 以高纯商业Y2O3、α-Al2O3和Nd2O3粉体为原料,以TEOS(正硅酸乙酯)和Mg O为烧结助剂,采用固相反应和真空烧结技术制备了1.0at%Nd:YAG透明陶瓷。系统研究了球磨转速(球磨时间10 h)对混合粉体的尺寸以及对陶瓷样品致密化行为、显微结构和光学性能的影响。结果表明:通过球磨过程可以充分细化原料粉体的颗粒;随着球磨转速的提高,陶瓷烧结时样品中的气孔能更好地排除。但是球磨转速过高时,陶瓷烧结体中存在少量的富铝第二相会降低样品的光学透过率。当球磨转速为130 r/min时,真空烧结(1760℃×50 h)所得Nd:YAG透明陶瓷的微结构均匀致密,几乎没有晶界和晶内气孔存在,样品在1064 nm处的直线透过率高达83%。 展开更多

关键词 Nd:YAG激光陶瓷 球磨转速 显微结构 光学性能

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Yb∶CaF2透明陶瓷的制备与性能研究 被引量：2

11

作者 刘强 刘阳 +2 位作者 韦家蓓 谢腾飞 李江 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第5期799-803,共5页

采用共沉淀法合成5at%Yb∶CaF2纳米粉体。该粉体为纯立方CaF2相,平均颗粒尺寸为45 nm。Yb∶CaF2纳米粉体呈立方体状,具有较好的分散性。通过真空预烧结合热等静压烧结(HIP)后处理制备5at%Yb∶CaF2透明陶瓷,研究了真空预烧温度对陶瓷物... 采用共沉淀法合成5at%Yb∶CaF2纳米粉体。该粉体为纯立方CaF2相,平均颗粒尺寸为45 nm。Yb∶CaF2纳米粉体呈立方体状,具有较好的分散性。通过真空预烧结合热等静压烧结(HIP)后处理制备5at%Yb∶CaF2透明陶瓷,研究了真空预烧温度对陶瓷物相、致密度、显微结构及光学透过率的影响。结果表明,不同温度真空预烧的陶瓷均为纯立方相,在650℃真空预烧的5at%Yb∶CaF2陶瓷经HIP处理后具有最好的光学质量,其在1200 nm处的直线透过率达到87%(厚度为3 mm)。 展开更多

关键词 Yb∶CaF2 透明陶瓷 显微结构 光学透过率

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中红外激光陶瓷的研究进展与展望 被引量：8

12

作者 李江 田丰 刘子玉 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第8期1467-1487,共21页

波段为2~5μm的中红外激光在国防、医疗、通信等方面有着特殊的重要应用,而直接产生中红外激光的增益介质主要包括气体激光介质、半导体、稀土离子或者过渡金属离子掺杂的化合物。本文首先介绍应用于中红外波段的发光离子(包括Tm^3+,Ho^... 波段为2~5μm的中红外激光在国防、医疗、通信等方面有着特殊的重要应用,而直接产生中红外激光的增益介质主要包括气体激光介质、半导体、稀土离子或者过渡金属离子掺杂的化合物。本文首先介绍应用于中红外波段的发光离子(包括Tm^3+,Ho^3+,Er^3+等稀土离子和Cr^2+,Fe^2+等过渡金属离子)光谱特性,然后重点介绍氧化物(包括石榴石和倍半氧化物)和II-VI族化合物(主要是ZnS/ZnSe)两大类中红外激光陶瓷材料的制备与激光性能。最后,对这两大类中红外激光陶瓷中存在的问题进行了分析,并对其发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 激光陶瓷 发光离子 中红外激光 光谱特性 研究进展

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两步烧结法制备红色Ce:8YSZ透明陶瓷及其性能研究

13

作者 刘强 王倩 +4 位作者 陈鹏辉 李晓英 章立轩 谢腾飞 李江 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期911-917,共7页

彩色氧化锆陶瓷具有鲜艳色彩、高折射率、耐磨损、耐腐蚀及对人体无毒等优点,被广泛应用于电子、装饰等领域。本研究采用共沉淀法合成了平均粒径为15.9 nm的立方相Ce:8YSZ纳米粉体。以经过800℃煅烧4 h的粉体为原料,通过两步烧结技术制... 彩色氧化锆陶瓷具有鲜艳色彩、高折射率、耐磨损、耐腐蚀及对人体无毒等优点,被广泛应用于电子、装饰等领域。本研究采用共沉淀法合成了平均粒径为15.9 nm的立方相Ce:8YSZ纳米粉体。以经过800℃煅烧4 h的粉体为原料,通过两步烧结技术制备了具有高光学透过率和高红色度的Ce:8YSZ透明陶瓷,并系统研究了空气预烧温度对红色Ce:8YSZ透明陶瓷微观结构、直线透过率和色度的影响。当预烧温度从1200℃升高到1300℃时,Ce:8YSZ陶瓷的平均晶粒尺寸从0.3μm增大到2.2μm,同时相对密度从87.2%增加到97.1%。经过1275℃空气预烧2 h并结合1700℃热等静压烧结3 h所得的Ce:8YSZ透明陶瓷表现出最佳的光学质量和最大的红色度值,在700 nm处的直线透过率为47.6%,红色度为52.0。 展开更多

关键词 Ce:8YSZ 红色透明陶瓷 空气预烧 热等静压烧结 光学性能

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太阳光泵浦Cr,Nd∶YAG透明陶瓷的光谱特性和激光参数 被引量：8

14

作者 王晴晴 石云 +2 位作者 冯亚刚 谢腾飞 李江 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1365-1372,共8页

太阳光泵浦激光器可将太阳光直接转化为激光,在空间太阳能发电站、深海等领域有着极大的应用前景,而Cr,Nd∶YAG是一种很有潜力的太阳光泵浦激光介质。本文以高纯Y2O3、α-Al2O3、Nd2O3、Cr2O3粉体作为原料,采用固相反应法结合真空烧结... 太阳光泵浦激光器可将太阳光直接转化为激光,在空间太阳能发电站、深海等领域有着极大的应用前景,而Cr,Nd∶YAG是一种很有潜力的太阳光泵浦激光介质。本文以高纯Y2O3、α-Al2O3、Nd2O3、Cr2O3粉体作为原料,采用固相反应法结合真空烧结技术制备了高光学质量的0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG透明陶瓷,并研究了其光谱特性和激光参数。根据太阳辐照光谱和Cr,Nd∶YAG陶瓷的吸收和发射光谱,计算了不同条件下Cr,Nd∶YAG陶瓷激光器的泵浦率、阈值太阳聚光比、有效发射截面、饱和光强和阈值输入功率等激光参数。研究发现0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG陶瓷(厚度为1.0 mm)在370 nm和1064 nm处的直线透过率分别为81.5%和84.0%,晶胞密度为4.57 g/cm^3,光学散射损耗为1.4%cm^-1,吸收带内的太阳辐照度约是太阳常数的42%。上述研究结果表明Cr,Nd∶YAG陶瓷是理想的太阳光泵浦激光介质,可通过优化聚光系统、泵浦方式和陶瓷尺寸获得高功率激光输出。 展开更多

关键词 Cr Nd∶YAG陶瓷 太阳光泵浦 光谱特性 激光参数

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共掺调剂离子Na+/Gd^3+调控Eu∶CaF2晶体的发光特性研究 被引量：2

15

作者 方紫璇 于浩 +4 位作者 钱小波 姜大朋 赵洪阳 熊伦 苏良碧 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第8期1548-1554,1561,共8页

采用多孔坩埚温度梯度法生长了0.6at%Eu∶CaF2晶体和共掺0.6at%Eu,6.4at%Na∶CaF2,0.6at%Eu,6.4at%Gd∶CaF2晶体。XRD测试表明晶体仍均表现为纯CaF2的立方相,共掺后吸收强度降低。以398 nm氙灯激发晶体材料,荧光光谱表明共掺调剂离子后... 采用多孔坩埚温度梯度法生长了0.6at%Eu∶CaF2晶体和共掺0.6at%Eu,6.4at%Na∶CaF2,0.6at%Eu,6.4at%Gd∶CaF2晶体。XRD测试表明晶体仍均表现为纯CaF2的立方相,共掺后吸收强度降低。以398 nm氙灯激发晶体材料,荧光光谱表明共掺调剂离子后可明显增加Eu^2+在424 nm处的发光强度,而Eu^3+的特征发射5D 0→7F J(J=1,2,3,4)除了表现出半峰宽变大外,峰位和强度均无明显变化。0.6at%Eu,6.4at%Gd∶CaF2表现出Eu^3+的5D 2→7F 3和5D 0→7F 0特征发射峰,主要可能归因于共掺Gd^3+后打破了非反演对称结构,R值(电、磁偶极跃迁比值)明显降低,提高了晶体格位结构的对称性。共掺Na+后在CIE色域坐标图上显示坐标由(0.3037,0.1425)可变为(0.2043,0.0626),对应从紫色到蓝色的色域调控。 展开更多

关键词 Eu∶CaF2晶体 光谱调控 发光 Na+/Gd^3+共掺 多孔坩埚温度梯度法

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193 nm激光下不同含量Y杂质CaF_(2)晶体辐照损伤研究 被引量：2

16

作者 王华进 寇华敏 +8 位作者 王墉哲 姜大朋 张博 钱小波 王静雅 朱琳玲 曾爱军 杨秋红 苏良碧 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期219-224,共6页

氟化钙晶体的抗辐照性能是其在深紫外光刻应用中的关键性能之一,目前氟化钙晶体在193 nm激光辐照下的损伤过程尚不清楚。本文报道了193 nm激光辐照下氟化钙晶体的损伤行为及影响损伤的关键缺陷因素。通过193 nm激光辐照试验,发现晶体损... 氟化钙晶体的抗辐照性能是其在深紫外光刻应用中的关键性能之一,目前氟化钙晶体在193 nm激光辐照下的损伤过程尚不清楚。本文报道了193 nm激光辐照下氟化钙晶体的损伤行为及影响损伤的关键缺陷因素。通过193 nm激光辐照试验,发现晶体损伤主要表现为晶体内部产生的辐照诱导色心与表面产生的辐照诱导损伤坑。通过紫外–可见分光光度计对辐照诱导色心分析,并将不同色心吸收系数与Y杂质含量进行线性拟合。结果表明:Y离子具有与F心结构波函数发生重叠的低位轨道,两者发生轨道杂化易形成色心稳定结构;线性拟合结果表明Y离子含量与氟化钙晶体本征色心之间存在线性关系,说明Y元素是影响色心形成的关键杂质离子。实验表征了辐照诱导损伤坑的元素分布和结构缺陷。EDS结果表明损伤坑处伴随着钙元素含量上升和氟元素含量下降,证实H心扩散、F心聚集导致了辐照损伤;EBSD结果表明表面辐照损伤优先在位错处产生。因此,降低杂质含量及位错密度是提高氟化钙晶体在193 nm激光下抗辐照损伤性能的重要途径。 展开更多

关键词 氟化钙晶体 色心 激光辐照损伤 杂质含量 位错密度

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Pr,R^(3+):SrF_2(R=Y,Gd)激光晶体光谱性能的研究 被引量：1

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作者 鞠强文 梅炳初 +4 位作者 于浩 钱小波 王静雅 马凤凯 苏良碧 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期943-948,共6页

采用坩埚下降法生长了系列共掺的Pr,Y:SrF_2和Pr,Gd:SrF_2晶体,研究了调剂离子对Pr:SrF_2晶体晶胞参数和光谱性能的影响规律。研究结果表明,掺杂不同种类和浓度的调剂离子可以有效提高晶体的吸收截面和发射强度。同时,调剂离子通过改变... 采用坩埚下降法生长了系列共掺的Pr,Y:SrF_2和Pr,Gd:SrF_2晶体,研究了调剂离子对Pr:SrF_2晶体晶胞参数和光谱性能的影响规律。研究结果表明,掺杂不同种类和浓度的调剂离子可以有效提高晶体的吸收截面和发射强度。同时,调剂离子通过改变晶体内部的团簇构型和发光中心的局域配位结构,使Pr,R^(3+):SrF_2(R=Y,Gd)晶体各峰位的发光强度变化规律不一致:绝大部分峰位发光强度先增加到峰值后减小,极个别变化趋势相反或发光强度基本保持不变。结合晶胞参数和荧光寿命图谱也可以证明调剂离子对晶体内部团簇和局域结构的影响。总之,掺入调剂离子后,Pr:SrF_2晶体的光学性能更优,尤其是共掺入6.0at%Y^(3+)或10.0at%Gd^(3+)后,其光学性能达到最佳。 展开更多

关键词 激光材料 PR SrF2晶体 调剂离子 光谱性能

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高光效、大功率LEDs/LDs用Ce:YAG透明陶瓷 被引量：6

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作者 杜傲宸 杜琪源 +4 位作者 刘欣 杨益民 夏晨阳 邹军 李江 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期883-892,共10页

Ce:YAG透明陶瓷可与蓝光LEDs/LDs复合,用于大功率白光LEDs/LDs。本研究通过调整Ce:YAG透明陶瓷的厚度和Ce^(3+)的掺杂浓度,将组装器件的发射光谱和色坐标从冷白区调整到暖白区。以高纯(≥99.99%)商业粉体α-Al_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)、Ce... Ce:YAG透明陶瓷可与蓝光LEDs/LDs复合,用于大功率白光LEDs/LDs。本研究通过调整Ce:YAG透明陶瓷的厚度和Ce^(3+)的掺杂浓度,将组装器件的发射光谱和色坐标从冷白区调整到暖白区。以高纯(≥99.99%)商业粉体α-Al_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)、CeO_(2)为原料,采用固相反应法制备了(CexY_(1–x))_(3)Al_(5)O_(12)(x=0.0005、0.0010、0.0030、0.0050、0.0070和0.0100)透明陶瓷。陶瓷素坯在1750℃真空烧结20 h(真空度5.0×10^(–5) Pa),之后在马弗炉中退火1450℃×10 h。不同掺杂浓度Ce:YAG陶瓷(厚度分别为0.2、0.4、1.0 mm)在800 nm处的直线透过率均大于79%。Ce:YAG荧光陶瓷的热导率随着测试温度和掺杂浓度的增加而降低。采用有限元方法模拟不同厚度的Ce:YAG陶瓷和LED组装的热分布,比较了三种封装方式的热分布。将Ce:YAG荧光陶瓷与LEDs/LDs复合,制备出色坐标分别为(0.3319,0.3827)和(0.3298,0.3272)的白光,发光效率分别为122.4和201.5 lm/W。将Ce:YAG荧光陶瓷和10、50 W商用蓝光LED芯片组合成熟灯具,可用于商业用途。Ce:YAG透明陶瓷在大功率照明和显示的彩色转换材料应用领域极具潜力。 展开更多

关键词 LEDs/LDs照明 光致发光 Ce:YAG 荧光陶瓷

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共沉淀纳米粉体制备Yb:CaF2激光陶瓷及其性能研究（英文） 被引量：6

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作者 韦家蓓 TOCI Guido +4 位作者 PIRRI Angela PATRIZI Barbara 冯亚刚 VANNINI Matteo 李江 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1341-1348,共8页

利用共沉淀法合成的粉体,通过真空烧结结合热压烧结后处理制备了掺镱的氟化钙透明陶瓷(Yb:CaF2)。在600℃预烧1 h,700℃热压烧结2 h制备的5at%Yb:CaF2透明陶瓷在1200 nm处的直线透射率达到92.0%。对陶瓷的显微结构、光谱特性和激光性能... 利用共沉淀法合成的粉体,通过真空烧结结合热压烧结后处理制备了掺镱的氟化钙透明陶瓷(Yb:CaF2)。在600℃预烧1 h,700℃热压烧结2 h制备的5at%Yb:CaF2透明陶瓷在1200 nm处的直线透射率达到92.0%。对陶瓷的显微结构、光谱特性和激光性能进行了测试和讨论。研究结果表明,陶瓷样品的显微结构均匀,平均晶粒尺寸为360 nm。此外,计算得到Yb:CaF2陶瓷在977nm处的吸收截面和1030nm处的发射截面分别为0.39×10–20和0.26×10–20cm2。最后,对Yb:CaF2陶瓷激光性能进行了表征,得到最大输出功率为0.9 W,最大斜率效率为23.6%。 展开更多

关键词 Yb:CaF2 共沉淀法 两步烧结 激光陶瓷 光学性能

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Eu∶ Lu_(2)O_(3)透明闪烁陶瓷的制备与性能 被引量：2

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作者 王静 葛烨 +2 位作者 解伟锋 陈昊鸿 李江 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第3期435-440,476,共7页

采用湿化学法合成了Eu原子掺量5%的Lu_(2)O_(3)陶瓷前驱体,通过SEM、XRD研究了煅烧前后前驱体和1100℃煅烧4 h后粉体的形貌、结构以及物相。结果表明煅烧后的粉体为纳米类球形、高分散且结晶性良好的颗粒。颗粒尺寸为68.5 nm。使用煅烧... 采用湿化学法合成了Eu原子掺量5%的Lu_(2)O_(3)陶瓷前驱体,通过SEM、XRD研究了煅烧前后前驱体和1100℃煅烧4 h后粉体的形貌、结构以及物相。结果表明煅烧后的粉体为纳米类球形、高分散且结晶性良好的颗粒。颗粒尺寸为68.5 nm。使用煅烧后的粉体为原料,在1650℃真空烧结30 h制备了高透过率的Eu∶Lu_(2)O_(3)陶瓷,晶粒尺寸为46μm,在611 nm处的直线透过率可以达到66.3%。此外对陶瓷的吸收曲线、光致激发和发射光谱特性以及X射线激发发射光谱进行研究。可观察到,Eu∶Lu_(2)O_(3)陶瓷存在基质和激活离子两类吸收,光致发光光谱和X射线激发发射光谱均可以看出Eu∶Lu_(2)O_(3)陶瓷存在极强的5D 0→7F 2跃迁发光,位于611 nm处。对比商业的BGO单晶的X射线发射光谱,可得本实验中制备的陶瓷的光输出为85000 ph/MeV。Eu∶Lu_(2)O_(3)陶瓷本身有着高X射线以及高能粒子的阻止能力,结合高光输出特性,表明Eu∶Lu_(2)O_(3)陶瓷在X射线成像等领域具有巨大的潜在应用价值。 展开更多

关键词 Eu∶Lu_(2)O_(3) 闪烁陶瓷 透明陶瓷 真空烧结 光致激发 发射光谱 光输出

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