镱铒双掺杂钨酸铅晶体上转换材料

近年来对铒(Er)掺杂材料的性能研究越来越多，包括红外-可见光上转换，Er的光学和电学性质研究，加上激光二极管的进步和发展，使Er掺杂和发光的研究得到空前的重视。

钨酸铅晶体不仅满足Er掺杂和发光的条件，而且由于其光学透明度好、光密度大、辐照硬度强、物化性质稳定、热导率较高的优点，更有利于上转换激光器的小型化，因此越来越受到人们的关注，但是Er掺杂钨酸铅晶体上转换材料的发光强度低，致使上转换发光效率不高严重影响了实际应用。

所以,为了解决现有技术制备的铒掺杂钨酸铅晶体上转换材料的 发光强度低的问题，研究人员尝试将镱(Yb)和铒(Er)双元素在钨酸铅晶体上进行转换。Yb和Er双掺杂钨酸铅晶体上转换材料由WO₃、PbO、Er₂O3和 Yb₂O₃制成；其中WO₃和PbO的摩尔比为1∶1，Er₂O₃的掺杂浓度为0.1～ 3mol％，Yb₂O₃的掺杂浓度为0.1～3mol％。

制备镱铒双掺杂钨酸铅晶体上转换材料的方法按以下步骤实现：一、 称取WO₃、PbO、Er₂O₃和Yb₂O₃，其中WO₃和PbO的摩尔比为1∶1，Er₂O₃ 的掺杂浓度为0.1～3mol％，Yb₂O₃的掺杂浓度为0.1～3mol％；二、将称取的 WO₃、PbO、Er₂O₃和Yb₂O₃混合均匀后放入铂坩埚，然后置于1000～1100℃ 的环境中烧结1～3h，冷却至室温；三、采用提拉法生长晶体：经引晶、缩颈、 放肩、收肩、等径生长、拉脱和退火程序，即得Yb和Er双掺杂钨酸铅晶体上转换材料；其中步骤三中引晶程序：将经过烧结的多晶料升温至熔化，并保持熔化温度30min，然后缓慢降低温度，至籽晶在熔体中不熔不化停止降温，籽晶在此温度下继续生长。

研究发现，在铒掺杂钨酸铅晶体上转换材料中掺杂元素镱(Yb)，Yb能级间隙约为104cm-1，覆盖范围广，能够被980nm LD激发，它的引入可以通过能量传递导致共掺的稀土离子上转换发光的较大增强，在保留Er掺杂钨酸铅晶体原有优良性能的基础上，提高了Er掺杂钨酸铅晶体地绿光波段发光强度近三倍，是性能优异的激光材料。

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