稀土掺杂钨酸钙多晶的上转换稳态光谱

以下为稀土掺杂钨酸钙Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的上转换稳态光谱。

在980nm二极管激光器的激发下，对Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺样品进行上转换稳态光谱测试，测试范围450~700nm，测试结果如图 7所示。 

 

 

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶在475nm处有明显的蓝光发射峰，这个波长的蓝光发射对应Tm³⁺离子的¹G₄→³H₆能级跃迁。在650nm处出现了微弱的红光发射峰，这个波长的红光发射峰对应于Tm³⁺离子的¹G₄→³F₄能级跃迁。

由于Tm³⁺离子同样不能直接吸收980nm激发波长传递的能量，需要通过Yb³⁺离子的敏化作用实现能级跃迁，因此固定Tm³⁺离子浓度为2mol%时，Yb³⁺离子浓度的改变直接影响上转换发光强度。由图中可以看出，当Yb³⁺离子浓度小于6mol%时，随着Yb³⁺离子浓度不断提高，上转换蓝光和红光发光强度逐渐增强。当Yb³⁺离子浓度大于6mol%时，上转换蓝光发光强度反而减弱，红光发光强度基本不变。说明固定Tm³⁺离子浓度为2mol%时，Yb³⁺离子敏化Tm³⁺离子发光的阈值浓度为6mol%。上转换蓝光和红光发光强度出现这种变化趋势的原因如下：当Yb³⁺离子浓度较低时，随着Yb³⁺离子浓度的增大，更多的Yb³⁺离子不断地将能量传递给Tm³⁺离子，能量传递效率增加，因此上转换蓝光和红光发光强度均增强。当Yb³⁺离子浓度较高时，Yb³⁺离子间距离较小，两个相邻的Yb³⁺离子组成一对，发生合作敏化作用，能量传递效率降低，因此上转换蓝光和红光发光强度减弱。 

固定Tm³⁺离子浓度为2mol%时，Yb³⁺离子浓度的改变同时影响蓝光和红光的比例。分别对蓝光和红光的发射峰面积进行积分，得到蓝光和红光比例如图 8所示。 

 

 

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶上转换蓝光和红光发光强度比例很大，红光强度远远小于蓝光。当Yb³⁺离子浓度低于5mol%时，随着Yb³⁺离子浓度的增加，蓝红光强度比随之增加。当Yb³⁺离子浓度为5mol%时，蓝红光比值最大。当Ho³⁺离子浓度大于5mol%时，蓝红光比例显著下降。这说明Yb³⁺离子浓度不但对上转换发光强度有影响，还对蓝红光的比例影响显著。

 

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