0.6%Pr,x%La:CaF2的发光性能研究和Judd-Ofelt分析(英文)

作者：钱新宇; 王无敌; 宋青松; 董永军; 薛艳艳; 张晨波; 王庆国; 徐晓东; 唐慧丽; 曹桂新; 徐军^*

来源：无机材料学报, 2023, 38(03): 357-365.

• Pr,La:CaF2
• 光谱性能
• Judd–Ofelt理论
• 荧光寿命

氟化钙(CaF2)是一种良好的激光材料基质,具有较宽的透过范围(0.125～10μm)、良好的导热性(9.71W/(m·K))和低非线性效应系数。在Pr:CaF2晶体中,[Pr3+-Pr3+]团簇导致Pr3+离子在较低浓度下出现荧光猝灭现象。在CaF2中共掺入La3+离子有可能打破[Pr3+-Pr3+]团簇。本研究通过温度梯度法(Temperature Gradient Technique, TGT),成功地生长了一系列共掺入不同浓度La3+离子的Pr:CaF2晶体。在室温下采用X射线粉末衍射、吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减寿命对Pr,La:CaF2晶体进行表征。Pr:CaF2晶体共掺入La3+离子后仍具有立方晶体结构。3P0→3H6(604nm)和3P0→3F2(640 nm)处的最大受激发射截面分别为1.36×10–20和3.18×10–20 cm2,半峰宽分别为17.0和3.8 nm。随着La3+离子掺杂含量的增加, 3P0→3H6(604nm)处的半峰宽从15.84增加到18.53nm。0.6%Pr,10%La:CaF2 (原子分数)的最大荧光寿命和光谱质量因子分别为45.82μs和145.8×10–20 cm2·μs。上述结果表明:[Pr3+-Pr3+]离子淬灭团被打破, Pr,La:CaF2晶体是潜在的激光增益材料,可应用于橙红色激光领域。

• 单位
  同济大学; 电子工程学院; 高等研究院; 江苏师范大学; 上海大学