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《基于Er-Yb 共掺杂硼硅酸盐玻璃的光学温度传感》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国科学:物理学力学天文学2010年第40卷第8期:955~958《中国科学》杂志社SCIENTIASINICAPhys,Mech&Astronwww.scichina.comphys.scichina.comSCIENCECHINAPRESS论文基于Er-Yb共掺杂硼硅酸盐玻璃的光学温度传感①②①③①④*冯志庆,白兰,曹保胜,宫利东,董斌①大连民族学院理学院,大连116600;②大连民族学院机电信息工程学院,大连116600;③辽宁师范大学化学化工学院,大连116029;④中国科学院物理研究所,北京10
2、0190*联系人,E-mail:dong@dlnu.edu.cn收稿日期:2009-08-14;接受日期:2009-10-27国家自然科学基金(批准号:10804015)、中国博士后科学基金(编号:20090450620)、辽宁省博士科研启动基金(编号:20071095)、辽宁省高校科研计划项目(编号:2008123)、辽宁省教育厅科学技术基金(编号:20060494)和大连市科学技术基金(编号:2008J23JH022)资助项目摘要采用978nm激光二极管泵浦Er-Yb共掺杂硼硅酸盐玻璃,获得中心波长约
3、为524和550nm的绿色上转换发光,在295~873K范围内,研究了Er-Yb共掺杂硼硅酸盐玻璃的524和550nm的荧光强度比和温度−1的函数关系,得到的最大灵敏度和温度分辨率分别约为0.0038K和0.2K.结果表明基于Er-Yb共掺杂硼硅酸盐玻璃绿色上转换发光的荧光强度比技术的光学温度传感样品在温度测量方面具有一定的应用潜力.3+3+关键词Er-Yb共掺杂,光学温度传感,荧光强度比PACS:78.55.Hx,81.40.Tv由于在短波长激光器、红外可视化、传感器、彩通过其荧光强度比提高测量准确性.
4、在各种光学温色显示以及高密度光学数据存储等方面的广泛应用度传感技术中,基于荧光强度比技术的光学温度传潜力,稀土离子掺杂材料的红外-可见上转换发射受感器由于准确性高、成本较低、检测简单等优点成为[1~4]3+[7~11]3+到了广泛关注.Er在近红外区域具有合适的能级新的研究热点.近10多年来,基于Er掺杂氟化结构,可以被978nm半导体激光二极管(LD)有效激物和硫化物玻璃的光学温度传感器组元在提高上转[3,4]发,是目前使用最普遍且最有效的稀土离子.然换发光效率方面取得了较大进展,但由于基体材料3+−2
5、12[10,11]而,Er相对较小的吸收截面(~1.7×10cm)造成发的限制,其最高工作温度低于523K.因此,亟3+3+光强度和泵浦效率较低.Yb在978nm处具有更大需发展合适的Er掺杂玻璃材料,从而提高光学温度−212的吸收截面(~11.7×10cm),能充分吸收泵浦光的传感器组元的工作温度和发光效率.与氟化物和硫3+223+能量,且Yb的发射带F5/2→F7/2和Er的吸收带化物玻璃相比,硼硅酸盐玻璃具有更高的化学稳定44I15/2→I11/2较好重合,通过能量传递作用可显著提高性和热稳定性,并
6、可以更容易的制备成各种产物.此3+[5,6]3+Er的上转换发射性能.外,大量研究表明硼硅酸盐玻璃是一种合适的Er掺3+[12]基于荧光强度比技术的光学温度传感器采用测杂基体材料,它可以提高Er的发光效率和寿命.3+3+量与温度相关的不同特定发光能级发射的荧光强度,本文研究了在295~873K范围内Er-Yb共掺杂硼引用格式:冯志庆,白兰,曹保胜,等.基于Er-Yb共掺杂硼硅酸盐玻璃的光学温度传感.中国科学:物理学力学天文学,2010,40:955~958冯志庆等:基于Er-Yb共掺杂硼硅酸盐玻璃的光学温
7、度传感硅酸盐玻璃的绿色上转换发光,旨在探索一种基于荧光强度比技术的光学温度传感器的可能.1实验3+3+实验所用Er-Yb共掺杂硼硅酸盐玻璃样品成分为0.212Er2O3-1.473Yb2O3-15.122SiO2-7.560B(OH)3-8.215Na2CO3-0.927BaCO3(g).将以上原料充分混合、研磨均匀后置于刚玉坩埚中,在马弗炉中加热至1873K,保温30min,然后将熔融状态玻璃样品倒入事先预热的石墨模具中,迅速将石墨模具放入保温炉中,控制保温炉的温度为923K,保温3h后,随炉3+3+图
8、1978nmLD泵浦下Er3+-Yb3+共掺杂硼硅酸盐玻璃的自然冷却到室温,得到Er-Yb共掺杂硼硅酸盐玻绿色上转换发光机制示意图璃.玻璃进行切割打磨抛光成成10mm×10mm×3mm样品.样品置于加热装置顶端,测量精度为±1.5K的镍铜热电偶紧贴样品表面以监测样品温度.实验中样品温度测量范围为295~873K.978nm泵浦光从侧面入射,聚焦到样品表面,样品发出的绿色上转换发光通过透镜聚焦后经斩波器进入单色仪,在单色仪出射端
