稀土摻雜鎢酸鈣多晶的上轉換穩態光譜

以下為稀土摻雜鎢酸鈣Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的上轉換穩態光譜分析。

在980nm二極體雷射器的激發下，對Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺樣品進行上轉換穩態光譜測試，測試範圍450~700nm，測試結果如圖 7所示。 

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶在475nm處有明顯的藍光發射峰，這個波長的藍光發射對應Tm3+離子的1G4→3H6能級躍遷。在650nm處出現了微弱的紅光發射峰，這個波長的紅光發射峰對應於Tm3+離子的1G4→3F4能級躍遷。

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶在475nm處有明顯的藍光發射峰，這個波長的藍光發射對應Tm³⁺離子的¹G₄→³H₆能級躍遷。在650nm處出現了微弱的紅光發射峰，這個波長的紅光發射峰對應於Tm³⁺離子的¹G₄→³F₄能級躍遷。

由於Tm³⁺離子同樣不能直接吸收980nm激發波長傳遞的能量，需要通過Yb³⁺離子的敏化作用實現能級躍遷，因此固定Tm³⁺離子濃度為2mol%時，Yb³⁺離子濃度的改變直接影響上轉換發光強度。由圖中可以看出，當Yb³⁺離子濃度小於6mol%時，隨著Yb³⁺離子濃度不斷提高，上轉換藍光和紅光發光強度逐漸增強。當Yb³⁺離子濃度大於6mol%時，上轉換藍光發光強度反而減弱，紅光發光強度基本不變。說明固定Tm³⁺離子濃度為2mol%時，Yb³⁺離子敏化Tm³⁺離子發光的閾值濃度為6mol%。上轉換藍光和紅光發光強度出現這種變化趨勢的原因如下：當Yb³⁺離子濃度較低時，隨著Yb³⁺離子濃度的增大，更多的Yb³⁺離子不斷地將能量傳遞給Tm³⁺離子，能量傳遞效率增加，因此上轉換藍光和紅光發光強度均增強。當Yb³⁺離子濃度較高時，Yb³⁺離子間距離較小，兩個相鄰的Yb³⁺離子組成一對，發生合作敏化作用，能量傳遞效率降低，因此上轉換藍光和紅光發光強度減弱。 

固定Tm³⁺離子濃度為2mol%時，Yb³⁺離子濃度的改變同時影響藍光和紅光的比例。分別對藍光和紅光的發射峰面積進行積分，得到藍光和紅光比例如圖 8所示。 

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶上轉換藍光和紅光發光強度比例很大，紅光強度遠遠小於藍光。當Yb³⁺離子濃度低於5mol%時，隨著Yb³⁺離子濃度的增加，藍紅光強度比隨之增加。當Yb³⁺離子濃度為5mol%時，藍紅光比值最大。當Ho³⁺離子濃度大於5mol%時，藍紅光比例顯著下降。這說明Yb³⁺離子濃度不但對上轉換發光強度有影響，還對藍紅光的比例影響顯著。

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