一、Yb~(3+)-Ho~(3+)共掺氟氧化物中的蓝绿上转换荧光（论文文献综述）
杨曦凝[1]（2020）在《Yb，Ho共掺钒酸盐晶体2微米激光器特性研究》文中进行了进一步梳理2μm激光因其中心输出波长处于水分子的吸收峰和人眼安全谱带,同时处于大气主要成分的强吸收波段,因此被广泛应用于精密测量、环境监测、工业加工、激光医疗、激光雷达等领域。近年来,随着不同技术领域的发展需要,作为一种实现2μm激光输出的主要途径,Yb,Ho共掺固体激光器因其巨大的发展潜力而逐渐成为2μm固体激光研究领域的新热点。鉴于此,本文分别以Yb,Ho:LuV04、Yb,Ho:YV04和Yb,Ho:GdV04三种新型晶体为研究对象,从理论和实验两个方面对Yb,Ho共掺钒酸盐2微米激光器及其激光输出特性进行深入研究。首先,对三种晶体的吸收光谱和荧光光谱进行测试,计算了受激发射截面,明确了其在2μm波段存在较强吸收峰,预测了不同轴向切割晶体的最佳泵浦波长范围。从理论上阐述了 Yb,Ho共掺晶体的能级跃迁理论和激光产生机制,建立了端面泵浦连续Yb,Ho激光器的速率方程模型,在此基础上以Yb,Ho:LuV04晶体为例数值模拟了其激光输出特性。数值模拟结果表明,当激光器达到最大转换效率时,对应的最佳输出镜透过率在3%～5%之间,并且发现晶体长度与浓度乘积在30左右为最佳。同时,为确保激光晶体在谐振腔内工作安全,对Yb,Ho共掺激光晶体热效应理论进行了研究,为激光晶体制冷方式选择提供依据。其次,在理论研究基础之上,选定中心输出波长在980nm附近的二极管激光器作为泵浦源,确定了 Yb,Ho激光晶体参数、聚焦耦合参数和谐振腔参数并设计了合理的谐振腔结构,深入研究了 Yb,Ho共掺钒酸盐晶体的连续波模式激光输出性能。实验结果表明,Yb,Ho:LuV04激光器在输出镜透过率T=5%和谐振腔长L=65mm时,获得了 709mW的功率输出,为当前文献报道的最大值,相应的光光转换效率为12.94%,中心输出波长为2059.76nm;首次以Yb,Ho:GdV04和Yb,Ho:YVO4为激光工作介质,在输出镜透过率T=5%和谐振腔长L=55mm时,分别获得了 314mW和132mW的功率输出,相应的光光转换效率为5.73%和3.12%,其中心输出波长为2055.28nm和2054.88nm。上述几种连续波Yb,Ho共掺钒酸盐激光器可作为特种加工、环境监测和激光医疗领域的新型光源。最后,在连续波模式运转Yb,Ho共掺钒酸盐的实验研究基础上,以SESAM为可饱和吸收体开展了 Yb,Ho:LuV04晶体被动调Q模式激光输出研究。首次获得了 Yb,Ho共掺钒酸盐晶体被动调Q模式激光输出,平均输出功率为45mW,相应的光光转换效率为1.50%,激光器的输出波长为2044.42nm,最窄脉冲宽度为100ns,最高单脉冲能量为12.61nJ,最高峰值功率为58.5mW。该波长被动调Q激光器在激光雷达和遥感探测方面具有应用潜力。本论文研究获得了三种新型2μm波段的连续波模式运转激光器件,同时也获得了一种新型被动调Q模式运转激光器件,为精密测量、环境监测、工业加工等领域提供了新型高质量的2μm激光光源。
杨丹丹[2]（2020）在《稀土离子掺杂单个上转换微/纳颗粒的结构、性能及应用探索》文中指出稀土离子掺杂上转换发光是一个依赖于稀土离子丰富的能级特征,通过吸收两个或多个低能光子转变成一个高能光子的光致发光过程。早在20世纪中期,实现上转换发光的典型稀土离子组合及其上转换发光物理机制已被广泛研究。近年来,以Na REF4（RE:稀土元素）系列上转换微/纳材料的可控合成为代表,微/纳技术的迅速发展进一步将上转换发光研究推向新的高潮。稀土离子掺杂微/纳颗粒以其无法取代的优势,包括丰富的发射波段、较长的荧光寿命、无光漂白特性、较深的组织穿透能力、无细胞荧光背底、低毒性等,在生物医学、传感、三维显示、光伏等众多领域获得了广泛的关注。但是不难发现,大多数上转换发光特性及应用的研究都集中在微/纳颗粒的群体光学效应,而很少关注单个颗粒的光学行为。事实上,看似相同的粒子之间具有不同的特性,这些特性对于材料宏观性能的优化,乃至新性能的开发和应用都具有重要的指导意义,尤其在考虑微纳器件时,对单个微/纳颗粒的精确了解就尤为重要。基于这一背景,我们设计合成了一系列单分散性良好、可以用于在单颗粒水平进行探究的稀土离子单掺或共掺的β-Na YF4微晶;详细探究了这些单个微晶的光学特性,结构特性,尤其是各向异性和上转换光偏振特性;最后,基于对这些单颗粒的研究,展开了对稀土离子掺杂单个上转换微/纳颗粒在光波导、白光调制和微/纳白光激光、微观多信号传输及安全防伪等应用领域的探究。具体内容如下:（1）基于Yb3+/Pr3+共掺单个β-Na YF4微晶,探究了稀土离子掺杂单个β-Na YF4微晶的光学各向异性和结构各向异性。研究结果表明,垂直不同晶体轴向激发单个β-Na YF4:Yb3+,Pr3+微晶,上转换荧光强度表现出不同程度的激发偏振依赖性,证明稀土离子掺杂单个β-Na YF4微晶具有光学各向异性,而拉曼光谱也探测到不同的拉曼峰,证明β-Na YF4微晶具有结构各向异性。通过对配位结构对称性的详细分析及基于密度泛函理论模拟稀土离子在β-Na YF4结构中的电子云分布,揭示了单个微晶的光学各向异性来自于结构各向异性,首次建立了微观结构与光学性能之间的联系,为后续研究不同稀土离子在各向异性结构中的光偏振特性提供了坚实的理论基础。此外,通过微晶的结构各向异性解释了对于掺杂不同浓度Pr3+的β-Na YF4:Yb3+,Pr3+微晶的群体拉曼光谱存在差异性的原因,表明了对单颗粒研究的重要性。（2）讨论了不同稀土离子在β-Na YF4各向异性结构中的上转换光偏振特性:单掺时,随着离子半径的增加,上转换光偏振特性逐渐减弱;Yb3+敏化时,随着离子半径的增加,上转换光偏振特性逐渐增强。通过对晶体结构、稀土离子的配位结构和本身性质的深入分析,以及对稀土离子在β-Na YF4结构中键合信息的计算和电子云分布的模拟,首次提出了稀土离子的光偏振特性不仅与晶体的结构和位点对称性有关,也与稀土离子自身的半径和极化率有关,为后续实现可调谐的上转换光偏振特性提供了理论依据。（3）以Er3+作为激活中心,通过离子共掺实现其可调谐的上转换光偏振特性:980 nm激发下,基于Yb3+的敏化作用,可以通过调节Yb3+的掺量调控Er3+的上转换光偏振特性,在合适的掺杂水平上甚至可以消除激活离子的上转换光偏振特性;与Gd3+共掺,Gd3+较大的极化率会使相邻Er3+的电子云分布更加趋向于各向异性,从而提高Er3+的上转换光偏振特性;增加Er3+的掺杂浓度可以进一步增强其上转换光偏振特性。这些方法为普适性的方法,也适用于其他激活中心。光偏振特性作为稀土离子在各向异性结构中的本征特性,实现可调谐不仅有利于上转换微/纳颗粒在各个领域具有更好的应用表现,也使来自稀土离子的上转换光偏振特性具有更广泛的应用前景。（4）基于对稀土离子掺杂单个β-Na YF4微晶的精确了解,探索了其在不同领域的应用前景:首先,β-Na YF4高于空气的折射率可以使发射光在晶体-空气界面发生全内反射进行定向传播,因此,稀土离子掺杂的单个β-Na YF4微晶可以用于近红外激发的光波导系统;其次,980 nm激发下,通过Yb3+/Pr3+共掺获得了更为简便的单颗粒级别的白光输出,为小型化、集成化白光系统提供更为高效的解决方案。利用来自单个β-Na YF4:Yb3+,Pr3+微晶或有序排列的β-Na YF4:Yb3+,Pr3+微晶阵列的稳定的白光偏振特性,可以实现微观多信号传输。结合光波导效应,有望在单个β-Na YF4:Yb3+,Pr3+微晶中通过回音壁模式输出白光激光,为实现微/纳白光激光提供新的解决方案;最后,不同的稀土离子组合在β-Na YF4微晶中表现出不同的荧光颜色和光偏振特性,使稀土离子掺杂的β-Na YF4微晶携带有独特的光学信息,排列组合后可以广泛地应用于光学防伪、信息存储、信息加密等安全领域。
董浩[3]（2020）在《稀土离子掺杂的氟化物发光性质的调控》文中研究说明近年来,三价稀土离子(Re3+)掺杂的氟化物因优异的光学性能及良好的化学稳定性已成为发光材料研究的热点。其中,Er3+、Ho3+、Tm3+掺杂的氟化物更是倍受人们青睐的发光材料,这是因为它们具有丰富的能级结构,在商用980nm及808 nm近红外激光泵浦下,不仅能够实现紫外及可见上转换荧光,而且能够发射近红外及中红外荧光。其中,上转换荧光在生物成像、光动力治疗、防伪技术以及太阳能电池等领域展现了巨大的应用潜力,而红外辐射则在光通讯、遥感技术、激光雷达以及光波导放大器等方面具有广阔的应用前景。针对目前稀土离子掺杂的氟化物发光材料普遍存在的发光效率低、波段少以及颜色不够丰富等问题。本文以稀土离子(Er3+、Ho3+、Tm3+)掺杂K2YF5（K2YbF5）、KZnF3为研究对象,通过共掺其它离子作为能量传递的媒介,有效调控了稀土离子在发光能级上布居数,获得了高效的可见上转换荧光及近红外辐射,并对相应的发光机理进行了较为详细的研究。论文主要研究内容及结果如下:（1）通过溶剂热法制备了Re3+/Yb3+及Re3+/Yb3+/Nd3+（Re=Er、Ho、Tm）共掺杂的K2YF5微晶。利用980 nm激光作为激发光源,在K2YF5:Re3+/Yb3+微晶实现了有效的可见上转换荧光,系统研究了Yb3+浓度对上转换发光性质的影响,并详细地讨论了发光机理;分别以980 nm和800 nm激光作为激发源,在K2YF5:Re3+/Yb3+/Nd3+微晶中实现了有效的上转换荧光,研究Nd3+的浓度对上转化发光性质的影响,并对其发光机理进行了解释。（2）通过在K2YbF5:Ho3+和K2YF5:Er3+/Yb3+微晶中掺入Ce3+,获得了有效的上转换荧光及近红外辐射。结果表明,Ce3+的掺杂不仅能够调控上转换荧光的颜色,而且能有效增强近红外辐射。相比于无Ce3+掺杂的样品,在16%Ce3+的K2YbF5:Ho3+微晶中2μm红外辐射增强了4.5倍,而在4%Ce3+掺杂的K2YF5:Yb3+/Er3+微晶中1.5μm红外辐射增强了4倍,增强的原因归咎于Ho3+、Er3+与Ce3+之间有效的能量交叉弛豫。（3）利用溶剂热合成了Er3+/Yb3+/Mn2+、Ho3+/Yb3+/Mn2+共掺杂的钙钛矿结构的KZnF3纳米晶。在980nm激光激发下,系统研究了Mn2+浓度对Er3+、Ho3+发光性能的影响。相比于不掺杂Mn2+的情形,在Mn2+的掺杂浓度为20%的样品中,Er3+及Ho3+上转换红光分别增强了11倍及22倍,且发光的颜色几乎为纯红光。其原因归咎于Mn2+-Yb3+二聚体对Er3+或Ho3+的高效的能量传递。
李正宇[4]（2020）在《稀土掺杂硅酸盐玻璃光谱性能研究》文中研究说明在特种光学玻璃领域,稀土掺杂光学玻璃因其在可见光和近红外波段的特殊光学效应,被广泛应用于光传输、光转换、光储存和光电显示等诸多领域。在稀土掺杂光学玻璃基质材料中,应用最广泛的是无机氧化物玻璃,其主要包括硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃等。其中,硅酸盐玻璃因具有良好的化学稳定性、高热稳定性、易于热加工、在紫外可见区域有高透射率及低成本等诸多优点,受到科研人员广泛关注。本文对稀土掺杂硅酸盐玻璃取得的研究进展以及面临的问题进行了梳理和总结,并展望未来研究方向;利用稀土离子的多能级特性,针对光转换新型器件高效环保及低成本的实用化要求,制备了Yb3+、Tm3+、Ho3+、Ce3+、Sm3+稀土单掺、双掺及三掺硅酸盐玻璃,对其荧光光谱、反射光谱、透过光谱、折射率等光学性能进行了系统研究,分析了上转换发光、下转换发光以及稀土光谱吸收性能调控规律,并对掺稀土硅酸盐玻璃复合隐身材料性能进行了研究,取得以下研究成果:1.开展了Yb3+/Tm3+/Ho3+掺杂硅酸盐玻璃的上转换发光特性研究。基于能级跃迁理论,分析了稀土离子间能量传递机理,并阐明了Tm3+/Ho3+离子含量的变化对上转换发光强度的影响。在Yb3+/Tm3+和Yb3+/Ho3+双掺情况下,采用980 nm激光泵浦,分析了上转换荧光强度与激发功率的关系,确定其发光均属于三光子过程。通过分析发光强度与Tm3+含量的关系,确定Tm3+最佳掺杂浓度为0.3 mol%,Ho3+最佳掺杂浓度为0.4 mol%。在Yb3+/Tm3+/Ho3+共掺情况下,Yb3+离子的能量传递作用以及Ho3+同Tm3+之间的交叉弛豫过程导致Tm3+发出的蓝色光的强度降低,提升了Ho3+发出的红色光和绿色光的上转换发光强度。2.开展了Ce3+/Tm3+/Sm3+掺杂硅酸盐玻璃的下转换发光特性研究。基于能级跃迁理论,研究了Ce3+/Tm3+/Sm3+三掺硅酸盐玻璃的发光机制,讨论了Ce3+/Tm3+/Sm3+不同掺杂浓度对发光强度的影响。Ce3+单掺硅酸盐玻璃在342nm激发下,峰值位于385nm附近,半高宽约为48 nm。Ce3+最佳掺杂浓度为0.2 mol%;Ce3+/Tm3+双掺硅酸盐玻璃在357 nm激发下,Tm3+最佳掺杂浓度为0.4 mol%;Ce3+/Tm3+/Sm3+三掺硅酸盐玻璃在400 nm激发下,Sm3+最佳掺杂浓度为1.1 mol%。对比分析了Ce3+单掺与Ce3+/Tm3+共掺硅酸盐玻璃、Ce3+单掺与Ce3+/Sm3+共掺硅酸盐玻璃以及Tm3+单掺与Tm3+/Sm3+共掺硅酸盐玻璃荧光光谱。所制备的Ce3+/Tm3+/Sm3+掺杂硅酸盐玻璃实现了吸收近紫外光（280-400 nrn）,发射出蓝紫光（400-500 nm）和红橙光（590-680 nm）的稀土掺杂玻璃设计与制备。3.开展了稀土掺杂的硅酸盐玻璃复合隐身材料的光谱特性研究。针对激光隐身复合材料的实际需求,利用稀土离子特征吸收光谱,以稀土Sm3+/Ce3+离子为主要激光吸收元素,以硅酸盐玻璃粉体为基质,以聚氨酯清漆为固化剂,制备了针对1064 nm、1535 nm和1550 nm红外激光隐身复合材料。重点研究了Sm3+掺硅酸盐玻璃浓度、玻璃粉体粒径、玻璃粉体含量复合材料的反射光谱。当Sm3+掺硅酸盐玻璃浓度在40mol%时,制备的硅酸盐玻璃粉体在400 nm的透过率为4.2%,1064nm的透过率小于1%,反射率为3.55%。当玻璃粒径大于110μm,混合比例为1:1时,制备的激光复合隐身材料在1064 nm反射率为6.85%、1535 nm反射率为7.28%,1550 nm反射率为8.45%。实现了多波段的低反射率,该材料适用于抗激光探测用隐身。
杜姗姗[5]（2020）在《四种典型稀土掺杂无机上转换发光材料的设计及温敏特性研究》文中研究说明稀土掺杂的上转换发光材料,在光学温度传感领域由于其较强的抗干扰能力、较高的空间分辨率和非接触式测量的方法等特性,而备受关注。然而较低的上转换发光效率限制了其在该领域的广泛应用。本文以开发新型高效且可用于光温传感的上转换发光材料为目标,选择四种典型的无机化合物(SrF2、Ca9Y（PO4）7、Bi0.5Gd1.5O3以及Gd6O5F8)为基质,设计合成了稀土离子Yb3+、Tm3+、Er3+和Ho3+掺杂的具有上转换发光性能的微/纳米材料,系统地探讨了合成方法、合成参数、掺杂浓度、共掺杂离子以及激发功率等对荧光强度的影响。并对其相应的发光机理、发光颜色的调控、发光强度的提高和光温传感性能进行了详细而深入地研究。主要研究结果如下:1、通过水热法设计合成了39 nm的SrF2:20%Yb3+,2%Ho3+磁性绿色上转换发光纳米材料。研究了SrF2:20%Yb3+,2%Ho3+纳米材料的磁温传感性能（50K-300 K）和光温传感性能（300 K-523 K）。同时,提出了在980 nm激发下,基于Yb3+和Ho3+共掺SrF2的反常热猝灭现象的机理。本工作为在单一系统中实现在中低温度范围内（50 K-523 K）的测温传感技术、生物成像和磁共振成像的应用提供了新的参考。2、一方面,通过高温固相法和水热法两种不同的合成方法,制备合成了微/纳米两种颗粒尺寸的Yb3+/Er3+/Tm3+双/三掺Ca9Y（PO4）7材料,采用共掺杂技术实现了上转换黄光和蓝光发射,并系统地研究了荧光强度与掺杂离子浓度和合成方式的依赖关系。另一方面,通过带隙工程和能量传递理论,成功设计合成了Yb3+/Er3+/Li+三掺的Bi0.5Gd1.5O3,并获得了明亮的纯红色上转换发光。Li+离子的掺入极大地增强了红色上转换发射,约为未掺杂时的9.3倍。同时,还系统的研究了掺杂Li+离子和未掺杂时的样品在980 nm激发下,在300 K到525 K温度范围内,在662 nm处的单荧光强度随温度的变化关系。该工作中能量传递和带隙工程的概念为获取纯红色上转换发光材料提供了一个思路;而该基质优异的纯红色上转换发光性能有望在光温传感领域的应用作为候选材料。3、采用溶剂热法成功设计合成了各种形貌可控的Gd6O5F8微米颗粒,研究了合成参数对形貌和尺寸的影响,对比了不同形貌Yb3+和Tm3+共掺杂的Gd6O5F8蓝色上转换发光强度。结果表明,六棱柱形貌的Gd6O5F8微米颗粒的蓝色上转换发光强度最佳。在此基础上,通过对Yb3+和Er3+离子以及Yb3+和Ho3+离子的掺杂浓度的调控、荧光强度与激发功率的关系以及寿命测试阐明了Gd6O5F8:Yb3+/Er3+/Ho3+相应的发光机理。基于荧光强度比技术,在300 K-523 K温度范围内,系统地探讨了在980 nm激发下Gd6O5F8:Yb3+,Er3+的荧光强度比的光温传感性能。而对于双模式激发及发射（在蓝光451 nm激发下的发射光谱在490 nm和545 nm处有两个发射峰;同时在980 nm激发下的发射光谱在545 nm和660nm处有两个发射峰。这两种激发下产生的发射光谱均以位于545 nm处的绿光发射占主导地位）的Yb3+和Ho3+离子共掺的Gd6O5F8,Li+离子掺杂使样品的绿色发光强度均得到明显增强。在298 K-523 K温度范围内,通过函数拟合,在双模式激发发射下,Gd6O5F8:Yb3+/Ho3+/Li+的荧光强度比随温度变化曲线均呈单指数关系。因此,Gd6O5F8:Yb3+/Er3+/Ho3+/Tm3+优异的温敏特性为其在温度传感中的应用提供了新的参考。
索浩[6]（2019）在《基于FIR技术的稀土掺杂上转换测温材料特性研究》文中研究表明温度的准确测量在工业生产、电子行业、科学研究、航空航天和国防建设等多个领域中占据着至关重要的地位。在众多测温技术中,基于稀土离子热耦合能级的荧光强度比技术具有快速响应、高灵敏度和空间分辨率等优势,因而迅速成为了温度探测领域的研究热点。随着纳米科技的迅猛发展,稀土掺杂上转换测温材料凭借其优异的发光性质、低毒性、生物背景荧光干扰小、较深的组织穿透性等优点在生物组织或细胞内的温度探测具有广阔的发展潜力。本论文以提高荧光强度比技术的灵敏度为宗旨,以构建多功能上转换纳米平台为目标,通过筛选基质和掺杂离子、控制合成条件、设计核壳结构等方案,旨在实现对上转换发光、温度传感和光热转换性能的优化,并对其内在机理进行理论探究,最终评估多功能上转换纳米平台在生物组织内测温和光热杀菌方面的应用潜力。本论文的研究内容主要包括以下四个部分:（1）选取具有较低声子能量的新型复合氧化物Ba5Gd8Zn4O21为基质,Ho3+、Er3+和Tm3+离子为发光中心,Yb3+离子为敏化剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了具有绿、红和蓝三基色发射的上转换荧光粉。我们分别实现了来自Ho3+离子高效稳定的上转换纯绿光发射和来自Er3+离子上转换发光颜色的双模调制,并详细探究了其发光和调制机理。我们进一步评估了基于Er3+绿光2H11/2/4S3/2和红光4F9/2的Stark能级以及Tm3+蓝光1G4的Stark能级的温度传感性能,并系统研究了发光颜色和掺杂浓度对灵敏度的影响。此外,利用荧光强度比技术监测了Tm3+/Yb3+共掺杂样品中的光热转换性能,这也为多功能上转换纳米平台的构建打下了前期基础。（2）从生物应用角度出发,选取稀土氟化物YF3为基质,Er3+和Tm3+离子为发光中心,Yb3+离子为敏化剂,采用水热法合成了具有多重形貌的上转换微/纳米晶。我们系统分析了YF3:Yb3+/Er3+的形貌和尺寸对上转换发光和温度传感特性的影响,并进一步评估了其在生物组织内测温的可能性。此外,通过增加Yb3+掺杂浓度提高了YF3:Yb3+/Tm3+微米晶位于“生物光学窗口区”的3F2,3→3H6与3H4→3H6跃迁强度比值。我们进一步评估了基于3F2,3/3H4能级的温度传感特性,并系统研究了Yb3+掺杂浓度对测温灵敏度和光热转换效应的影响,证明该体系在生物组织内的光学温度传感和光热治疗领域具有巨大的应用前景。（3）为了实现灵敏度的最优化,我们系统研究了基质声子能量和局部对称性扰动对上转换发光和温度传感特性的影响。首先,通过控制煅烧温度实现了由Yb3+/Er3+共掺杂YF3向YOF和Y2O3的转变,并分析了上转换发光颜色调制的内在机理。利用J-O理论和第一性原理计算详细分析了声子能量和化学键共价性与测温灵敏度的内在联系。此外,我们采用共沉淀法制备了三方相La2O3:Yb3+/Er3+纳米晶,并引入立方相Lu2O3和Y2O3作为对照,详细探究了它们的晶体结构。借助Eu3+作为荧光探针,我们详细研究了稀土离子的掺杂在三个基质中引起的局部对称性变化,很好地解释了La2O3:Yb3+/Er3+具有最强上转换发光的原因。通过对比三个样品的温度传感特性,我们结合J-O理论探究了基质局部对称性扰动与测温灵敏度的内在联系,并利用La2O3:Yb3+/Er3+纳米晶在组织内实现了高信噪比和灵敏度的实时温度探测,为上转换测温材料的性能优化提供了新思路。（4）为了避免980 nm激光对生物组织的热损伤,我们采用在808 nm处具有较大吸收截面的Nd3+作为敏化剂,并通过包覆SiO2提高体系的生物相容性,分别构建了Nd3+/Yb3+/Er3+共掺杂的蛋黄-蛋壳结构GdOF@SiO2和橄榄状LuVO4:@SiO2@Cu2S上转换纳米平台,并分析了三掺体系的能量传递过程。在808 nm激发下,系统研究了蛋黄-蛋壳结构、Nd3+离子掺杂和光热转换介质Cu2S包覆对上转换发光、光热转换和温度传感性能的影响。此外,我们探究了样品在808 nm激发下实现组织内“温度自监控”光热过程的潜力,并进一步评估了样品对细菌的光热杀伤效率。这种集荧光成像、温度传感和光学加热多功能于一体的808 nm响应上转换纳米平台在生物医学领域展现了广阔的应用前景。
宋会玲[7]（2018）在《稀土掺杂SrWO4的光学温度传感特性研究》文中研究说明温度是科研、医疗以及军事等领域非常重要的物理量。近年来,稀土掺杂荧光材料以其非接触式测量、测量范围广、成本低、稳定性好、灵敏度高等优势逐渐成为温度传感材料领域的研究热点。本文对SrWO4为基质,Tm3+/Yb3+、Nd3+/Yb3+、Ho3+/Yb3+、Sm3+四种稀土掺杂材料的光学温度传感特性进行了研究与分析,完成的主要工作如下:对三种上转换荧光粉材料—SrWO4:Tm3+/Yb3+、SrWO4:Nd3+/Yb3+和SrWO4:Ho3+/Yb3+的光学温度传感特性进行了研究。首先利用高温固相法制备了样品材料。然后在980nm泵浦光的激发下,获得了样品材料在不同温度范围下的上转换发射光谱。最后利用荧光强度比和荧光颜色变化的方法对样品进行了温度传感分析。获得结论如下:SrWO4:Tm3+/Yb3+在323K时获得了最大绝对灵敏度为0.00617K-1;SrWO4:Nd3+/Yb3+在453K时获得了最大绝对灵敏度为0.02857K-1;随着温度的增加,SrWO4:Ho3+/Yb3+的荧光颜色逐渐从黄色变为橙色。研究结果表明,SrWO4:Tm3+/Yb3+荧光粉在常温附近环境下测温具有优势,SrWO4:Nd3+/Yb3+荧光粉在高温传感领域有重要的应用价值,SrWO4:Ho3+/Yb3+荧光粉对温度变化可以进行荧光标定。对下转换SrWO4:Sm3+荧光粉材料在光学测温中的传感特性进行了研究。首先利用高温固相法制备了样品材料。然后在404nm光的激发下,SrWO4:Sm3+样品材料在564nm(4G5/2→6H5/2),600nm(4G5/2→6H7/2)和647nm(4G5/2→6H9/2)处产生下转换跃迁发射。我们对光谱中不同发射峰的比值与温度的关系进行了分析,结果显示在温度为300K时得到了最大绝对灵敏度值为0.016K-1。研究结果表明SrWO4:Sm3+在常温区域测温有较好的应用前景。
辛一凡[8]（2019）在《LiTaO3:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶发光材料的制备及上转换特性研究》文中研究指明上转换荧光材料的应用领域非常广,在医疗、照明、能源、科研等诸多领域都有应用,逐渐成为21世纪的研究新星。本论文中描述的稀土掺杂LiTaO3多晶集稀土离子的上转换性能和钽酸锂优异的光学特性于一身,对发光材料的研究发展以及实际生产具有非常重要意义。实验采用高温固相合成法制备了多组具备不同Ho3+、Yb3+与Tm3+掺杂浓度的LiTaO3 多晶。测试了双掺 Ho3+/Yb3+,双掺 Tm3+/Yb3+以及三掺 Ho3+/Yb3+/Tm3+的LiTaO3多晶的X射线衍射图谱,紫外-可见吸收谱,上转换荧光发射谱及上转换荧光寿命。探究了不同稀土离子对上转换荧光强度和色度的调节作用,分析了此过程的上转换发光的机制,为获取高效的上转换白光提供了理论依据和试验指导。依照X射线衍射测试结果,可以判断LiTaO3多晶在掺入稀土离子后的晶架结构依旧是三方晶系,联合紫外-可见吸收谱中吸收边的移动趋势,剖析稀土离子在晶体中的占位规律。对于Ho3+/Yb3+双掺和Tm3+/Yb3+双掺LiTaO3多晶样品,我们测试了其在980 nm泵浦源的激发下的上转换荧光谱和上转换荧光寿命。结合Ho3+、Yb3+和Tm3+离子的能级分布,分析双掺体系中稀土离子之间上转换机理。本部分实验中,采用单一掺杂浓度变量,为上转换白光发射在Ho3+/Yb3+/Tm3+三掺LiTaO3多晶中实现的奠定了基础。在双掺实验的基础上,紧接着我们测试了 Ho3+/Yb3+/Tm3+三掺LiTaO3多晶的上转换荧光谱和上转换荧光寿命,并在此基础上,得到各组样品的CIE色度坐标后将之与标准等能量白光相比较。研究了改变材料中发光离子的浓度对LiTaO3:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶体系的上转换荧光强度和色度的影响,探讨Ho3+/Yb3+/Tm3+三掺体系中的上转换发光机理。根据此前的分析结果,我们调整材料中Ho3+、Yb3+与Tm3+的浓度以实现在980 nm泵浦源的激发下LiTaO3:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶体系的上转换白光输出。最后我们得到配比为LiTaO3:0.05 mol%Ho3+/2.0 mol%Yb3+/0.4 mol%Tm3+时输出的荧光最为接近标准白光发射。
赵小奇[9]（2018）在《稀土掺杂氧化物上转换微/纳米晶的可控合成及光谱调控》文中研究表明稀土掺杂的上转换发光材料,由于具有大的反斯托克斯位移,长的发光寿命,以及良好的物理化学稳定性等诸多优异特性,在显示、防伪以及生物医学等领域表现出巨大的应用前景。由于三价稀土离子具有丰富的阶梯状f电子能级,使得上转换发光过程中存在多种的能量传递模式和跃迁过程,其光谱范围可以从紫外区延伸到近红外区,通过选择性地布居或猝灭某些特定的激发态能级,可以实现上转换发光颜色和强度的精确调控。相比于目前研究最为广泛的氟化物上转换发光体系,稀土掺杂氧化物上转换材料具有化学热稳定性好,生物毒性较低等优点。而且,随着近年来纳米技术的发展,稀土掺杂氧化物发光材料的研究逐渐由传统的块体荧光粉向微纳发光材料转变,以实现其在生物医学以及其他高新技术领域的应用。本文以Gd2O3,Y2O3,CeO2,Bi2O3为基质材料,Er3+,Ho3+,Tm3+为激活剂离子,采用尿素共沉淀法合成了一系列具有特殊形貌和优异发光性质的上转换微/纳米发光材料。本文的主要研究内容包括四个部分:在第三章第一节中,合成了 RE2O3:Yb3+/Er3+（RE = Gd,Y）上转换发光纳米球及纳米花。研究发现:纳米花的形成来源于纳米球前驱物的自组装过程,通过调节Yb3+的掺杂浓度,实现了从黄绿光到纯红光的上转换发光颜色调节。相比于纳米球样品,具有较大比表面积的Gd2O3:Yb3+/Er3+纳米花样品表现为更有效的表面猝灭效应,因而上转换红绿比更大。在第二节中,合成了具有花状结构的Gd2O3:Yb3+/Ln3+（Ln = Er,Ho,Tm）红绿蓝三基色发射的上转换荧光粉。通过调节掺杂浓度,煅烧温度,980 nm激发功率以及激发脉冲宽度进一步对Gd2O3:Yb3+/Ln3+（Ln = Er,Ho,Tm）的上转换发光色纯度进行了优化。此外,我们进一步探讨了所合成的三基色上转换荧光粉在指纹识别以及多色打印方面的应用。在第四章中,重点研究了交叉弛豫和激发脉冲宽度对上转换发光的影响。第一节中,以Gd2O3:Ln3+/Er3+（Ln = Tm,Ho）为研究对象,研究了Tm3+-Er3+,Ho3+-Er3+,以及Er3+-Er3+间的交叉弛豫过程以及激光激发脉冲宽度对Er3+上转换发光颜色的影响。研究发现:通过调节Tm3+-Er3+ Ho3+-Er3+以及Er3+-Er3+交叉弛豫过程的发生概率以及980 nm激发脉冲宽度,可以有效地促进Er3+的上转换绿光到红光的转变。在第二节中,以Yb3+/Ho3+/Ce3+三掺Gd203体系为主体,研究了 Ho3+-Ce3+间的交叉弛豫过程以及激光激发脉冲宽度对Ho3+上转换发光颜色的影响。研究发现:增加Ce3+的掺杂浓度和增大980nm激发脉冲宽度,都可以有效地实现Ho3+的上转换发光红绿比的升高。在第五章第一节中,合成了 CeO2:Yb3+/Er3+上转换纳米球和纳米花,研究发现:纳米花的形成来源于纳米球前驱物的自组装过程,升高合成温度和增加尿素用量都会促进纳米球到纳米花的转变过程。增加Yb3+掺杂浓度,减小纳米球尺寸,纳米球到纳米花的形貌转变也会引起上转换红绿比的升高。第二节中,合成了具有局部空心的核壳结构的CeO2:Yb3+/Tm3+纳米球,这种核壳纳米球由大量的单晶纳米颗粒聚集而成。随着Yb3+掺杂浓度的增加,Tm3+→Yb3+的能量回传概率增加,导致来源于3H4和1G4能级的发光在整个上转换光谱中所占的比例下降。此外,研究发现:CeO2:18%Yb3+/1%Tm3+在980nm激光照射下具有一定的光热杀菌效果,而且在生物组织成像方面具有一定的潜在应用。在第六章第一节中,合成了具有纳米花状形貌的Bi2O3:Yb3+/Er3+样品。研究发现:Bi2O3空白样以及Bi2O3:Yb3+/Er3+系列样品存在三种晶相结构,分别是单斜相,四方相和立方相,升高煅烧温度可以促进Bi2O3空白样从四方相转变为单斜相;而对于Yb3+/Er3+共掺Bi2O3样品,升高煅烧温度以及增加Yb3+掺杂浓度均可促进四方相到立方相的转变。这种相变发生的根本原因在于:不同掺杂条件下,Bi2O3的三种结晶相之间的相变温度以及各个结晶相的稳定性各不相同。980nm激发下,由于Bi2O3基质对Er3+的绿光发射存在再吸收现象,Bi2O3:x%Yb3+/2%Er3 均表现为红光上转换发射。而且,立方相样品的发光强度高于四方相样品的发光强度。在第二节中,合成了具有纳米花状形貌的Bi2O3:Yb3+/Tm3+样品,研究发现:Bi2O3空白样为单斜相结构,而Bi2O3:Yb3+/Tm3+样品为四方相和立方相结构,980 nm激发下,Bi2O3:Yb3+/Tm3+表现为深红光-近红外光上转换发射。随着Yb3+掺杂浓度的增加,Tm3+到Yb3+能量回传的发生概率增加,导致I795/1693比值降低。
陈智[10]（2017）在《基于双频激发稀土离子掺杂材料的上转换发光及应用探索》文中指出随着现代信息化进程的加速,与人们生产和生活息息相关的能源危机和信息通信拥挤等问题日益严峻,亟需我们寻找新型、绿色、可持续发展的材料以及设计巧妙的物理途径来取代以消耗能源、污染环境为代价的传统方式。基于双频激发下的三价稀土离子掺杂的无机发光材料,打破了传统单波长光源激发下发光效率低等瓶颈问题,在能源、信息和生物等21世纪标志性研究领域展现出广阔的应用潜力。本论文的主要工作:首先,通过查阅大量文献深入研究探讨三价稀土离子单一掺杂的材料在基于双频激发下的上转换发光机理;其次,设计、优化、合成了不同三价稀土离子单一掺杂的发光材料,包括荧光粉、玻璃及微晶玻璃等,便于后续的基于双频激发下的上转换发光及应用演示实验研究;最后,纵观国际研究新动态,把握国际研究热点和难点,展开了基于双频激发稀土离子单一掺杂的材料的上转换发光及其在太阳能电池、白光调制和白光激光器、快-慢光开关调制和非线性光调制等应用领域的研究。在理论探讨、光学性能测试和应用演示等实验过程中发现了许多新奇的物理现象并取得了一系列研究成果,具体归纳如下:（1）基于双频、三频、宽带激发上转换发光在太阳能电池领域的应用探索。该研究内容的重点在:1)以提高太阳能电池的能量转换效率为目的,提出了基于双频、三频、宽带激发的高效上转换发光概念,并深入探讨其物理机理;2)研究比较了Er3+:Ba Cl2,Er3+:Ba F2以及Er3+:NaYF4荧光粉在双色场808和980 nm激光激发下的上转换发光性能,并在非晶硅太阳能电池上成功演示了通过双波长激发Er3+:Ba Cl2荧光粉产生高效光谱转换的方法用于捕获宽带近红外太阳光子以便进一步提高太阳能电池能量转换效率的可行性;3)研究了同时的三波长808,980和1530 nm激光激发含有Er3+:La F3纳米晶体的透明微晶玻璃的上转换发光性能,深入讨论了其微观机理,并进一步在非晶硅太阳能电池上成功演示了通过同时的三色场激发Er3+掺杂的微晶玻璃产生高效光谱转换的策略用以捕获宽带近红外太阳光子以便大幅提高太阳能电池能量转换效率的可行性;4)研究比较了Er3+:BaCl2及Er3+:Na YF4荧光粉在聚焦的波长大于800 nm的非相干宽带近红外太阳光激发下的上转换发光性能,并进一步比较了其他稀土离子掺杂的BaCl2荧光粉的相关上转换发光特性,最后成功演示了非相干宽带近红外太阳光激发下的光响应电流特性,并证明了相比之下Er3+:Ba Cl2荧光粉是最有潜力提高下一代太阳能电池能量转换效率的上转换发光材料;5)研究了未掺杂的单相CeVO4粉末在近红外激光激发下的上转换发光特性,提出利用Ce VO4粉末通过黑体辐射发光来捕获宽带近红外太阳光以便提高太阳能电池能量转换效率的概念,并成功演示了光响应电流特性。（2）基于双频激发Pr3+掺杂微晶玻璃的上转换发光在白光调制及白光激光领域的应用探索。该研究内容的重点在:首次提出了利用同时双波长850和980 nm激光激发Pr3+单掺的材料以实现多色上转换发射以便用于白光调制的概念,成功在Pr3+单掺的锗氧氟微晶玻璃中演示了可调的上转换白光发射,比较研究了微晶玻璃中上转换白光调制性能与在玻璃中对Pr3+浓度的敏感性。（3）基于双频激发稀土单掺微晶玻璃的蓝、绿、红上转换荧光快-慢响应光开关调制应用。该研究内容的重点在:1)提出了双频激发在Tm3+或Er3+单掺的微晶玻璃中进行蓝/绿上转换荧光快-慢光开关调制策略,获得了增强的上转换发光,其中蓝/绿上转换发光强度分别比单波长激发下增加了800%和1500%,进一步通过理论模拟计算证实了我们提出该概念的可行性;2)提出了双频激发策略在Ho3+单掺的微晶玻璃中进行单峰红色上转换荧光快-慢光开关调制的概念,首先通过理论模拟计算从理论角度证实了我们提出该概念的可行性,然后从实验上在Ho3+单掺的锗氧氟微晶玻璃中成功演示红色上转换荧光快-慢光开关调制特性,并获得了比单波长激发下增加了高达2500%的红色上转换荧光强度。（4）基于不同波长的激光激发单掺Er3+微晶玻璃的非线性光学性能及应用探索。该研究内容的重点在:首次提出利用不同波长的近红外激光在同一种Er3+掺杂的材料中通过调节其非线性透过率用于开发双向光开关的概念。其次,通过理论模拟计算、实验验证、电子能级跃迁和发光动态分析等系统地研究了Er3+掺杂的含有La F3纳米晶体的微晶玻璃非线性透过率在不同波长的近红外激光激发下可调性能,从而证实了这一想法的可行性。最后,我们利用这种依赖于不同波长的近红外激光可调的非线性透过率特性成功演示了双向光“开-关”调制实验。
二、Yb~(3+)-Ho~(3+)共掺氟氧化物中的蓝绿上转换荧光（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Yb~(3+)-Ho~(3+)共掺氟氧化物中的蓝绿上转换荧光（论文提纲范文）
（1）Yb，Ho共掺钒酸盐晶体2微米激光器特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 2μm固体激光器发展状况 |
| 1.2.1 单掺Tm固体激光器 |
| 1.2.2 单掺Ho固体激光器 |
| 1.2.3 Tm,Ho共掺固体激光器 |
| 1.3 Yb,Ho共掺钒酸盐激光晶体的优势分析 |
| 1.3.1 Yb单掺钒酸盐固体激光器研究现状 |
| 1.3.2 Ho单掺钒酸盐固体激光器研究现状 |
| 1.3.3 Tm,Ho共掺钒酸盐固体激光器研究现状 |
| 1.3.4 Yb,Ho共掺钒酸盐晶体激光输出优势分析 |
| 1.4 Yb,Ho共掺激光器国内外研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 Yb,Ho共掺钒酸盐晶体基本特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Yb,Ho共掺晶体的物理和光谱特性 |
| 2.2.1 吸收光谱测试 |
| 2.2.2 吸收截面计算 |
| 2.2.3 荧光光谱测试 |
| 2.3 Yb,Ho共掺晶体的能级结构 |
| 2.4 Yb,Ho共掺系统速率方程 |
| 2.4.1 Yb,Ho共掺系统速率方程的建立 |
| 2.4.2 Yb,Ho共掺晶体激光输出特性数值分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Yb,Ho共掺钒酸盐晶体热效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 晶体的内部温度场分布 |
| 3.3 晶体的热应力分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Yb,Ho固体激光器连续波输出特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光器结构设计 |
| 4.2.1 泵浦源 |
| 4.2.2 聚焦耦合参数设计 |
| 4.2.3 激光晶体参数及其制冷系统 |
| 4.2.4 谐振腔参数 |
| 4.2.5 Yb,Ho激光器结构设计 |
| 4.3 Yb,Ho:LuVO_4激光输出特性研究 |
| 4.3.1 Yb,Ho:LuVO_4激光器谐振腔参数对输出功率的影响 |
| 4.3.2 Yb,Ho:LuVO_4激光器输出镜透过率对输出功率影响 |
| 4.3.3 Yb,Ho:LuVO_4激光器输出波长研究 |
| 4.3.4 Yb,Ho:LuVO_4激光器输出光束质量研究 |
| 4.4 Yb,Ho:GdVO_4激光输出性能研究 |
| 4.4.1 Yb,Ho:GdVO_4激光器谐振腔长对输出功率影响 |
| 4.4.2 Yb,Ho:GdVO_4激光器输出镜透过率对输出功率影响 |
| 4.4.3 Yb,Ho:GdVO_4激光器输出波长研究 |
| 4.4.4 Yb,Ho:GdVO_4激光器输出光束质量研究 |
| 4.5 Yb,Ho:YVO_4激光输出性能研究 |
| 4.5.1 Yb,Ho:YVO_4激光器谐振腔参数对输出功率影响 |
| 4.5.2 Yb,Ho:YVO_4激光器输出波长研究 |
| 4.5.3 Yb,Ho:YVO_4激光器输出光束质量研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 被动调Q模式Yb,Ho激光器实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 被动调Q模式Yb,Ho激光器实验装置 |
| 5.3 连续波模式Yb,Ho:LuVO_4激光器实验研究 |
| 5.4 被动调Q模式Yb,Ho:LuVO_4激光器实验研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（2）稀土离子掺杂单个上转换微/纳颗粒的结构、性能及应用探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稀土离子掺杂上转换发光理论 |
| 1.1.1 三价稀土离子(RE~(3+))的电子结构及光谱特征 |
| 1.1.2 上转换发光理论 |
| 1.2 稀土离子掺杂微/纳颗粒的制备方法 |
| 1.2.1 热分解法 |
| 1.2.2 溶剂热法 |
| 1.2.3 共沉淀法 |
| 1.2.4 溶胶-凝胶法 |
| 1.2.5 其他方法 |
| 1.3 稀土离子掺杂上转换微/纳颗粒的应用 |
| 1.3.1 稀土离子掺杂上转换微/纳颗粒应用于生物治疗 |
| 1.3.2 稀土离子掺杂上转换微/纳颗粒应用于成像领域 |
| 1.3.3 稀土离子掺杂上转换微/纳颗粒应用于传感领域 |
| 1.3.4 稀土离子掺杂上转换微/纳材料应用于激光领域 |
| 1.4 稀土离子掺杂单个上转换微/纳颗粒的研究进展 |
| 1.5 本论文的课题来源、研究背景及意义 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 研究背景及意义 |
| 1.6 本论文研究的主要内容 |
| 第二章 样品的制备及表征 |
| 2.1 实验药品及来源 |
| 2.2 样品制备的仪器及方法 |
| 2.2.1 样品制备仪器 |
| 2.2.2 稀土离子掺杂β-NaYF_4微米晶体的制备方法 |
| 2.3 材料的检测与表征及相关仪器设备 |
| 2.3.1 X-射线衍射分析测试 |
| 2.3.2 扫描电子显微分析 |
| 2.3.3 拉曼光谱分析 |
| 2.3.4 样品粉末的荧光光谱测试 |
| 2.3.5 上转换荧光寿命曲线测试 |
| 2.3.6 单个微米晶体的上转换光学性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 稀土离子掺杂单个上转换微/纳颗粒的各向异性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2 测试与表征 |
| 3.2.3 单颗粒光学性能测试平台 |
| 3.2.4 理论计算 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 单个β-NaYF_4:Yb~(3+),Pr~(3+)微晶的结构与形貌 |
| 3.3.2 单个β-NaYF_4:Yb~(3+),Pr~(3+)微晶的上转换发光性能及机理 |
| 3.3.3 单个β-NaYF_4:Yb~(3+),Pr~(3+)微晶各向异性的光学性能 |
| 3.3.4 单个β-NaYF_4:Yb~(3+),Pr~(3+)微晶各向异性的结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同稀土离子掺杂的单个上转换微/纳颗粒的光偏振特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.2.2 测试与表征 |
| 4.2.3 单颗粒光学性能测试平台 |
| 4.2.4 理论计算 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 掺杂离子半径对上转换微/纳材料结构与形貌的影响 |
| 4.3.2 不同稀土离子单掺单个上转换微/纳颗粒的光偏振特性 |
| 4.3.3 Yb~(3+)/RE~(3+)共掺单个上转换微/纳颗粒的光偏振特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 稀土离子掺杂单个上转换微/纳颗粒的可调谐上转换光偏振特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 样品的制备 |
| 5.2.2 测试与表征 |
| 5.2.3 理论计算 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 Yb~(3+)敏化调节Er~(3+)的上转换光偏振特性 |
| 5.3.2 Gd~(3+)共掺增强Er~(3+)的上转换光偏振特性 |
| 5.3.3 调控Er~(3+)的掺杂浓度增强上转换光偏振特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 稀土离子掺杂单个上转换微/纳颗粒的应用探索 |
| 6.1 稀土离子掺杂的单个β-NaYF_4微晶用于光波导 |
| 6.2 单个β-NaYF_4:Yb~(3+),Pr~(3+)微晶用于偏振白光输出 |
| 6.3 上转换微/纳颗粒的可调谐光偏振特性用于信息安全 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论、创新点与展望 |
| 7.1 结论与创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间获得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）稀土离子掺杂的氟化物发光性质的调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 稀土离子上转换发光 |
| 1.2.1 上转换发光机制 |
| 1.2.2 稀土离子上转换发光材料的组成及基本要求 |
| 1.2.3 上转换发光性能的调控 |
| 1.3 稀土离子的红外发光 |
| 1.3.1 Er~(3+)的1.5μm近红外辐射 |
| 1.3.2 Tm~(3+)及Ho~(3+)的2μm红外发射 |
| 1.4 本课题的研究意义与内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料与试剂 |
| 2.2 实验仪器与设备 |
| 2.3 样品的制备 |
| 2.3.1 合成Er~(3+)/Yb~(3+)、Ho~(3+)/Yb~(3+)、Tm~(3+)/Yb~(3+)掺杂的K_2YF_5 微晶 |
| 2.3.2 合成Nd~(3+)/Yb~(3+)共掺杂敏化K_2YF_5:Er~(3+)、Ho~(3+)上转换微晶 |
| 2.3.3 合成Ce~(3+)/Ho~(3+)共掺杂的K_2YbF_5 以及Ce~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的K_2YF_5微晶 |
| 2.3.4 合成KZn_((1-X-Y))F_3:xMn~(2+)/2%Yb~(3+)/yRe~(3+)(Re=Er、Ho)纳米晶 |
| 2.4 样品的表征 |
| 第三章 稀土掺杂K_2YF_5微晶的上转换发光性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Yb~(3+)/Re~(3+)共掺的K_2YF_5(Re=Er,Ho,Tm)微晶上转换发光性能 |
| 3.2.1 样品的XRD及 SEM表征 |
| 3.2.2 Yb~(3+)浓度变化对Er~(3+)上转换发光性能的影响 |
| 3.2.3 Yb~(3+)浓度变化对Ho~(3+)的上转换发光性能的影响 |
| 3.2.4 Yb~(3+)浓度变化对Tm~(3+)上转换发光性能的影响 |
| 3.3 Nd~(3+)/Yb~(3+)共掺杂敏化的K_2YF_5:Er~(3+)、Ho~(3+)上转换发光 |
| 3.3.1 样品的XRD与 SEM表征 |
| 3.3.2 样品的上转换光谱 |
| 3.3.3 发光机理的分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ce~(3+)的共掺对K_2YbF_5:Ho~(3+)及K_2YF_5:Er~(3+)/Yb~(3+)微晶的发光性能的调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ce~(3+)浓度对Ho~(3+)掺杂K_2YbF_5 发光性质的影响 |
| 4.2.1 样品的XRD与 SEM表征 |
| 4.2.2 Ce~(3+)浓度对K_2YbF_5:Ho~(3+)上转换光谱的影响 |
| 4.2.3 Ce~(3+)浓度对K_2YbF_5:Ho~(3+)微晶的2μm光谱的影响 |
| 4.2.4 发光机理分析 |
| 4.3 Ce~(3+)浓度对Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的K_2YF_5 发光性质的影响 |
| 4.3.1 样品的XRD与 SEM表征 |
| 4.3.2 Ce~(3+)浓度对Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的K_2YF_5 上转换发光的影响 |
| 4.3.3 Ce~(3+)浓度对Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的K_2YF_5 微晶的1.5μm辐射的影响. |
| 4.3.4 发光机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Mn~(2+)增强的KZnF_3:Yb~(3+) /Er~(3+)及KZnF_3:Yb~(3+) /Ho~(3+)纳米晶的单色上转换发光 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品XRD与 SEM表征 |
| 5.3 KZnF_3:Mn~(2+)/Yb~(3+)/Er~(3+)纳米晶的上转换发光性能的研究 |
| 5.3.1 Er~(3+)浓度对KZnF_3:2%Yb~(3+)/8%Mn~(2+)/xEr~(3+)上转换光谱的影响 |
| 5.3.2 Mn~(2+)浓度对KZnF_3:2%Yb~(3+)/0.1%Er~(3+)上转换发光性能的影响 |
| 5.3.3 Mn~(2+)/Yb~(3+)/Er~(3+)发光机理分析 |
| 5.4 KZnF_3:Mn~(2+)/Yb~(3+)/Ho~(3+)发光性能研究 |
| 5.4.1 Ho~(3+)浓度对KZnF_3:2%Yb~(3+)/xHo~(3+)的上转换发光性能影响 |
| 5.4.2 Mn~(2+)对KZnF_3:2%Yb~(3+)/0.1%Ho~(3+)上转换发光性能的影响 |
| 5.4.3 Mn~(2+)/Ho~(3+)/Yb~(3+)发光机理的研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间所取得的成果 |
| 致谢 |
（4）稀土掺杂硅酸盐玻璃光谱性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 稀土离子 |
| 1.1.1 稀土离子的光谱特性 |
| 1.1.2 稀土掺杂光学玻璃应用 |
| 1.2 稀土掺杂硅酸盐玻璃研究进展 |
| 1.2.1 稀土掺杂硅酸盐玻璃上转化发光研究 |
| 1.2.2 稀土掺杂硅酸盐玻璃下转化发光研究 |
| 1.2.3 稀土掺杂硅酸盐玻璃光谱吸收研究 |
| 1.3 课题研究目的及主要研究内容 |
| 第2章 实验表征 |
| 2.1 稀土掺杂硅酸盐玻璃体系设计 |
| 2.1.1 玻璃基质体系的选择 |
| 2.1.2 稀土离子的选择 |
| 2.2 稀土掺杂硅酸盐玻璃制备方法 |
| 2.3 稀土掺杂硅酸盐玻璃制备流程 |
| 2.4 稀土掺杂硅酸盐玻璃性能表征 |
| 2.4.0 膨胀系数 |
| 2.4.1 密度 |
| 2.4.2 耐水性 |
| 2.4.3 折射率 |
| 2.4.4 荧光光谱 |
| 2.4.5 吸收/反射光谱 |
| 2.4.6 XRD测试 |
| 2.4.7 SEM测试 |
| 第3章 Yb~(3+)/Tm~(3+)/Ho~(3+)掺杂硅酸盐玻璃光谱性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Yb~(3+)/Ho~(3+)/Tm~(3+)离子掺杂玻璃样品的制备 |
| 3.2.1 基质玻璃制备 |
| 3.2.2 上转换玻璃的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 基质玻璃性能 |
| 3.3.2 单掺Yb~(3+)玻璃样品的光谱性能 |
| 3.3.3 Tm~(3+)/Yb~(3+)双掺玻璃样品光谱性能 |
| 3.3.4 Ho~(3+)/Yb~(3+)双掺玻璃样品光谱性能 |
| 3.3.5 Yb~(3+)/Tm~(3+)/Ho~(3+)三掺玻璃样品光谱性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Ce~(3+)/Tm~(3+)/Sm~(3+)掺杂硅酸盐玻璃光谱性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ce~(3+)/Tm~(3+)/Sm~(3+)掺杂玻璃样品的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 基质玻璃的物理性能 |
| 4.3.2 单掺Ce~(3+)玻璃样品光谱性能 |
| 4.3.3 单掺Tm~(3+)玻璃样品光谱性能 |
| 4.3.4 单掺Sm~(3+)玻璃样品光谱性能 |
| 4.3.5 稀土离子掺杂最佳浓度的确定 |
| 4.3.6 Ce~(3+)/Tm~(3+)/Sm~(3+)相互作用对光谱性能影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃复合隐身材料光谱性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光隐身原理 |
| 5.3 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃复合隐身材料的制备 |
| 5.3.1 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃的制备 |
| 5.3.2 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃粉体的制备 |
| 5.3.3 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃复合隐身材料固化剂的选择 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃物化性分析 |
| 5.4.2 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃光谱性能分析 |
| 5.4.3 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃浮选对反射率的影响 |
| 5.4.4 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃与固化剂比例对光谱性能的影响 |
| 5.4.5 Sm~(3+)/Ce~(3+)掺杂硅酸盐玻璃粉体粒径对反射率的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 本论文创新性结果 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 致谢 |
（5）四种典型稀土掺杂无机上转换发光材料的设计及温敏特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稀土上转换发光简介 |
| 1.1.1 上转换发光的起源 |
| 1.1.2 上转换发光的发光机理 |
| 1.1.2.1 上转换发射的动态分析 |
| 1.1.2.2 激发功率密度对上转换发光的影响 |
| 1.2 影响上转换发光的因素 |
| 1.2.1 基质材料的选择 |
| 1.2.2 掺杂剂:敏化剂和激活剂 |
| 1.2.3 基质材料的尺寸大小 |
| 1.2.4 非稀土掺杂 |
| 1.3 基于荧光强度的温度探测 |
| 1.3.1 单荧光发射强度的温度探测 |
| 1.3.2 荧光强度比的温度探测 |
| 1.4 本论文的选题意义及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 样品的制备及性能表征 |
| 2.1 样品的制备 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验所用设备 |
| 2.1.3 制备方法 |
| 2.1.3.1 固相法 |
| 2.1.3.2 水热法 |
| 2.1.3.3 溶剂热法 |
| 2.2 样品的性能表征 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 紫外可见光谱仪(UV-VIS-NIR) |
| 2.2.5 震动样品磁强计(VSM) |
| 2.2.6 上转换发光光谱(UCL) |
| 2.2.7 温度控制的上转换发光光谱 |
| 第三章 纳米SrF_2:Yb~(3+),Ho~(3+)的制备及温敏特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 SrF_2:Yb~(3+),Ho~(3+)的形貌表征 |
| 3.3.2 SrF_2:Yb~(3+),Ho~(3+)的上转换发光性能 |
| 3.3.3 基于SrF_2:Yb~(3+),Ho~(3+)的荧光上转换及顺磁性对温度特性的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 微/纳米Ca_9Y(PO_4)_7:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)和Bi_(0.5)Gd_(1.5)O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Li~+的制备及温敏特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ca_9Y(PO_4)_7:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)微/纳米材料的制备及上转换发光性能的研究 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 Ca_9Y(PO_4)_7:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)的制备与表征 |
| 4.2.2.1 实验部分 |
| 4.2.2.2 Ca_9Y(PO_4)_7的XRD表征 |
| 4.2.3 Ca_9Y(PO_4)_7:Yb~(3+)/Er~(3+)/Tm~(3+)的上转换发光性能的研究 |
| 4.2.3.1 Ca_9Y(PO_4)_7:Yb~(3+)/Er~(3+)/Tm~(3+)微米材料的上转换发光性能 |
| 4.2.3.2 Ca_9Y(PO_4)_7:Yb~(3+)/Er~(3+)/Tm~(3+)纳米材料的上转换发光性能 |
| 4.2.4 结论 |
| 4.3 Bi_(0.5)Gd_(1.5)O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Li~+微米材料合成及上转换单荧光温敏特性研究 |
| 4.3.1 引言 |
| 4.3.2 Bi_(0.5)Gd_(1.5)O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Li~+的制备与表征 |
| 4.3.2.1 实验部分 |
| 4.3.2.2 Bi_(0.5)Gd_(1.5)O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Li~+的表征 |
| 4.3.3 Bi_(0.5)Gd_(1.5)O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Li~+的上转换发光性能研究 |
| 4.3.4 Bi_(0.5)Gd_(1.5)O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Li~+的单荧光上转换温敏特性 |
| 4.3.5 结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 微米Gd_6O_5F_8:Ln~(3+)的制备及温敏特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 Gd_6O_5F_8微米材料的可控合成 |
| 5.3.1 引言 |
| 5.3.2 实验部分 |
| 5.3.3 Gd_6O_5F_8的结构表征 |
| 5.3.4 Gd_6O_5F_8的微米结构的形成机理 |
| 5.3.5 Gd_6O_5F_8的可控制备和形貌表征 |
| 5.3.5.1 pH值、氟源、碱溶液对形貌的影响 |
| 5.3.5.2 溶剂及添加剂的种类和摩尔量对形貌的影响 |
| 5.3.6 结论 |
| 5.4 Gd_6O_5F_8:Yb~(3+),Tm~(3+)的上转换发光性能研究 |
| 5.4.1 引言 |
| 5.4.2 浓度调控的Gd_6O_5F_8:Yb~(3+),Tm~(3+)上转换发射光谱 |
| 5.4.3 各种形貌的Gd_6O_5F_8:7%Yb~(3+),0.3%Tm~(3+)的UC发光 |
| 5.4.4 结论 |
| 5.5 Gd_6O_5F_8:Yb~(3+),Er~(3+)的上转换发光性能及温敏特性研究 |
| 5.5.1 引言 |
| 5.5.2 结构与形貌表征 |
| 5.5.3 浓度调控的Gd_6O_5F_8:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发射光谱 |
| 5.5.4 衰减寿命 |
| 5.5.5 激发功率的饱和效应 |
| 5.5.6 Gd_6O_5F_8:3%Yb~(3+),0.3%Er~(3+)的温敏特性 |
| 5.5.7 结论 |
| 5.6 Gd_6O_5F_8:Yb~(3+),Ho~(3+),Li~+的发光性能及温敏特性研究 |
| 5.6.0 引言 |
| 5.6.1 结构与形貌表征 |
| 5.6.2 Gd_6O_5F_8:Yb~(3+),Ho~(3+),Li~+的发光性质 |
| 5.6.3 Li~+离子掺杂对Gd_6O_5F_8:Yb~(3+),Ho~(3+)的发光性能的影响 |
| 5.6.4 Gd_6O_5F_8:5%Yb~(3+),0.3%Ho~(3+),xLi~+(x=0%,7%)的光温传感性能的研究 |
| 5.6.5 结论 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（6）基于FIR技术的稀土掺杂上转换测温材料特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 稀土离子简介 |
| 1.3 稀土离子的上转换发光 |
| 1.3.1 上转换发光机制 |
| 1.3.2 稀土掺杂上转换发光材料 |
| 1.4 基于热耦合能级的荧光强度比技术 |
| 1.4.1 基于热耦合能级荧光强度比技术的原理 |
| 1.4.2 基于热耦合能级荧光强度比技术的研究现状 |
| 1.5 选题思路与研究内容 |
| 第二章 实验方法与表征手段 |
| 2.1 样品的制备方法 |
| 2.2 实验试剂和设备 |
| 2.3 样品的表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射和结构精修 |
| 2.3.2 傅里叶变换红外吸收光谱和拉曼散射光谱 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜和透射电子显微镜 |
| 2.3.4 紫外-可见吸收光谱 |
| 2.3.5 荧光光谱和荧光寿命 |
| 第三章 Ba_5Gd_8Zn_4O_(21):Yb~(3+)/RE~(3+)(RE=Ho,Er, Tm)体系的上转换发光及温度传感特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备 |
| 3.3 Ba_5Gd_8Zn_4O_(21):Yb~(3+)/Ho~(3+)的高效上转换绿光发射机理探究 |
| 3.3.1 晶体结构分析 |
| 3.3.2 上转换发光稳定性分析 |
| 3.3.3 高效上转换纯绿光发射的机理分析 |
| 3.4 Ba_5Gd_8Zn_4O~(21):Yb~(3+)/Er~(3+)的双模上转换光谱调制和温度传感研究 |
| 3.4.1 晶体结构分析 |
| 3.4.2 掺杂浓度对上转换发光颜色的调制 |
| 3.4.3 激光脉冲宽度对上转换发光颜色的调制 |
| 3.4.4 温度传感特性研究 |
| 3.5 Ba_5Gd_8Zn_4O_(21):Yb~(3+)/Tm~(3+)的上转换温度传感和光热转换特性研究 |
| 3.5.1 晶体结构分析 |
| 3.5.2 上转换发光性能研究 |
| 3.5.3 温度传感特性研究 |
| 3.5.4 光热转换特性研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 YF_3:Yb~(3+)/RE~(3+)(RE=Er,Tm)上转换微/纳米晶的形貌调控和温度传感特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备及表征 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.2.2 组织内温度传感实验 |
| 4.3 YF_3:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换微/纳米晶的形貌调控和组织内温度传感研究 |
| 4.3.1 晶体结构和形貌调控 |
| 4.3.2 上转换发光性能研究 |
| 4.3.3 温度传感特性研究 |
| 4.3.4 组织内温度传感实验 |
| 4.4 YF_3:Yb~(3+)/Tm~(3+)上转换微米晶在“生物光学窗口区”的温度传感和光热转换特性研究 |
| 4.4.1 晶体结构和形貌表征 |
| 4.4.2 上转换发光性能研究 |
| 4.4.3 温度传感特性研究 |
| 4.4.4 光热转换特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基质声子能量和局部晶体场扰动对上转换发光和温度传感特性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备及表征 |
| 5.2.1 样品的制备 |
| 5.2.2 组织内温度传感实验 |
| 5.3 基质声子能量对上转换发光和温度传感特性的影响 |
| 5.3.1 晶体结构和形貌表征 |
| 5.3.2 上转换发光性能研究 |
| 5.3.3 温度传感特性研究 |
| 5.4 基质局部晶体场扰动对上转换发光和温度传感特性的影响 |
| 5.4.1 晶体结构和形貌表征 |
| 5.4.2 上转换发光性能研究 |
| 5.4.3 温度传感特性研究 |
| 5.4.4 组织内温度传感实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 集光学测温和加热于—体的Nd~(3+)敏化上转换纳米光热转换体系的构建 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品制备及表征 |
| 6.2.1 样品的制备 |
| 6.2.2 组织内“温度自监控”光热实验 |
| 6.2.3 光热杀菌实验 |
| 6.3 808 nm激发的蛋黄-蛋壳结构GdOF:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)@SiO_2纳米胶囊的温度传感和光热转换特性研究 |
| 6.3.1 晶体结构和形貌表征 |
| 6.3.2 上转换发光和光热转换性能研究 |
| 6.3.3 温度传感特性研究 |
| 6.3.4 组织内“温度自监控”光热实验 |
| 6.3.5 光热杀菌实验 |
| 6.4 808 nm激发的LuVO_4: Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)@SiO_2@Cu_2S空心纳米平台的温度传感和光热转换特性研究 |
| 6.4.1 晶体结构和形貌表征 |
| 6.4.2 上转换发光和光热转换性能研究 |
| 6.4.3 温度传感特性研究 |
| 6.4.4 组织内“温度自监控”光热实验 |
| 6.4.5 光热杀菌实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
（7）稀土掺杂SrWO4的光学温度传感特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学温度传感的起源、分类及发展趋势 |
| 1.2 测温常用稀土元素及其发光机制 |
| 1.2.1 测温常用稀土元素简介 |
| 1.2.2 稀土基材料上转换发光机制 |
| 1.2.3 稀土基材料下转换发光机制 |
| 1.3 稀土基材料的荧光测温原理 |
| 1.3.1 基于热耦合能级的荧光强度比温度传感 |
| 1.3.2 基于荧光寿命的温度传感 |
| 1.3.3 基于荧光强度的温度传感 |
| 1.3.4 基于荧光峰值位置的温度传感 |
| 1.3.5 基于荧光谱线宽度的温度传感 |
| 1.3.6 基于荧光颜色的温度传感 |
| 1.4 稀土基测温材料研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容和创新点 |
| 第2章 荧光强度比测温原理及材料制备与表征方法 |
| 2.1 荧光强度比技术理论分析 |
| 2.2 稀土基材料的制备 |
| 2.2.1 样品制备的原材料 |
| 2.2.2 样品制备的所需设备 |
| 2.2.3 样品制备的方法 |
| 2.2.4 样品制备的流程 |
| 2.3 稀土基材料的主要表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM) |
| 2.3.4 荧光光谱分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 上转换发光稀土掺杂SrWO_4的温度传感特性研究 |
| 3.1 SrWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)发光的温度传感特性研究 |
| 3.1.1 SrWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)样品材料的表征 |
| 3.1.2 SrWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)上转换荧光光谱分析 |
| 3.1.3 SrWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)荧光温度特性分析 |
| 3.2 SrWO_4:Nd~(3+)/Yb~(3+)发光的温度传感性质研究 |
| 3.2.1 SrWO_4:Nd~(3+)/Yb~(3+)样品材料的表征 |
| 3.2.2 SrWO_4:Nd~(3+)/Yb~(3+)上转换荧光光谱分析 |
| 3.2.3 SrWO_4:Nd~(3+)/Yb~(3+)荧光温度特性分析 |
| 3.3 SrWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)发光颜色与温度变化的关系研究 |
| 3.3.1 SrWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)样品材料的表征 |
| 3.3.2 SrWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)上转换荧光光谱分析 |
| 3.3.3 SrWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)荧光颜色与温度特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 下转换发光Sm~(3+)掺杂SrWO_4的温度传感特性研究 |
| 4.1 SrWO_4:Sm~(3+)的表征 |
| 4.2 SrWO_4:Sm~(3+)的下转换发光光谱分析 |
| 4.3 SrWO_4:Sm~(3+)温度传感特性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）LiTaO3:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶发光材料的制备及上转换特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 稀土发光材料简介 |
| 1.3 LiTaO_3多晶基质材料简介 |
| 1.3.1 LiTaO_3的结构与性质 |
| 1.3.2 LiTaO_3的本征缺陷 |
| 1.4 上转换发光技术简介 |
| 1.5 国内外研究现状 |
| 1.6 本课题的研究内容 |
| 第2章 钽酸锂多晶的制备及性能测试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LiTaO_3多晶的制备方法 |
| 2.3 化学试剂和实验仪器 |
| 2.4 测试方法简介 |
| 2.4.1 X射线衍射测试 |
| 2.4.2 紫外-可见吸收光谱 |
| 2.4.3 上转换发射光谱测试 |
| 2.4.4 荧光寿命测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 双掺钽酸锂多晶晶体结构与上转换发光特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 晶体制备与测试 |
| 3.2.1 晶体制备过程 |
| 3.2.2 晶体各项测试 |
| 3.3 LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)多晶的测试结果与分析 |
| 3.3.1 X射线衍射测试结果与分析 |
| 3.3.2 紫外-可见吸收光谱测试结果与分析 |
| 3.3.3 上转换发射光谱的测试结果与分析 |
| 3.3.4 上转换荧光寿命的测试结果与分析 |
| 3.3.5 LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)多晶的上转换发光机制研究 |
| 3.4 LiTaO_3:Tm~(3+)/Yb~(3+)多晶的测试结果与讨论 |
| 3.4.1 X射线衍射测试结果与分析 |
| 3.4.2 紫外-可见吸收光谱测试结果与分析 |
| 3.4.3 上转换发射光谱的测试结果与分析 |
| 3.4.4 上转换荧光寿命的测试结果与分析 |
| 3.4.5 LiTaO_3:Tm~(3+)/Yb~(3+)多晶的上转换发光机制研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 三掺钽酸锂多晶晶体结构与上转换发光特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 晶体制备与测试 |
| 4.2.1 晶体的制备过程 |
| 4.2.2 晶体各项测试 |
| 4.3 稀土离子掺杂对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)晶晶体结构影响 |
| 4.4 稀土离子对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶离子占位影响 |
| 4.4.1 Ho~(3+)浓度对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶紫外吸收边影响 |
| 4.4.2 Tm~(3+)浓度对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶紫外吸收边影响 |
| 4.5 稀土离子对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶上转换荧光性能影响 |
| 4.5.1 Ho~(3+)浓度对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶上转换荧光强度的影响 |
| 4.5.2 Tm~(3+)浓度对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶上转换荧光强度影响 |
| 4.5.3 LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶的上转换发光机制研究 |
| 4.5.4 稀土离子对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶上转换荧光寿命影响 |
| 4.5.5 稀土离子浓度对LiTaO_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶上转换荧光色度影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）稀土掺杂氧化物上转换微/纳米晶的可控合成及光谱调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稀土离子简介 |
| 1.2 稀土离子的上转换发光 |
| 1.3 上转换材料的构成 |
| 1.3.1 基质材料 |
| 1.3.2 激活剂和敏化剂 |
| 1.4 上转换能量传递过程 |
| 1.5 上转换微纳材料的合成方法 |
| 1.5.1 热分解法 |
| 1.5.2 水热法 |
| 1.5.3 共沉淀法 |
| 1.6 上转换发光材料的光谱调控 |
| 1.7 选题意义与研究内容 |
| 1.7.1 选题意义 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 第二章 实验内容与表征方法 |
| 2.1 样品的制备方法 |
| 2.2 实验试剂与设备 |
| 2.3 样品的性能表征 |
| 2.3.1 傅里叶变换红外吸收光谱 |
| 2.3.2 粉末X射线衍射 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜和透射电子显微镜 |
| 2.3.4 上转换发光光谱和衰减曲线 |
| 第三章 RE_2O_3: Yb~(3+)/Ln~(3+)(Ln=Er,Ho,Tm)的形貌调控及其上转换发光 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 RE_2O_3: Yb~(3+)/Er~(3+) (RE=Gd,Y)纳米花的可控合成及其上转换红光 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2 晶体结构分析 |
| 3.2.3 红外吸收光谱 |
| 3.2.4 形貌表征 |
| 3.2.5 上转换发光性能 |
| 3.2.6 结论 |
| 3.3 Gd_2O_3: Yb~(3+)/Ln~(3+) (Ln=Er, Ho, Tm)中的红绿蓝三基色上转换发光 |
| 3.3.1 样品的制备 |
| 3.3.2 晶体结构分析 |
| 3.3.3 红外吸收光谱 |
| 3.3.4 形貌表征 |
| 3.3.5 上转换发光性能 |
| 3.3.6 结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Gd_2O_3基质中交叉弛豫和激发脉宽对Er~(3+)和Ho~(3+)上转换发光的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Gd_2O_3: Tm~(3+)(Ho~(3+)) /Er~(3+)中交叉弛豫和激发脉宽对Er~(3+)上转换发光的影响 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.2.2 晶体结构分析 |
| 4.2.3 红外吸收光谱 |
| 4.2.4 上转换发光性能 |
| 4.2.5 结论 |
| 4.3 Gd_2O_3: Yb~(3+)/Ho~(3+)/Ce~(3+)中交叉弛豫和激发脉宽对Ho~(3+)上转换发光的影响 |
| 4.3.1 样品的制备 |
| 4.3.2 晶体结构分析 |
| 4.3.3 上转换发光性能 |
| 4.3.4 结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 CeO_2: Yb~(3+)/Ln~(3+) (Ln=Er,Tm)的形貌调控及其红光-近红外光上转换 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CeO_2: Yb~(3+)/Er~(3+)的形貌尺寸控制及其上转换发光 |
| 5.2.1 样品的制备 |
| 5.2.2 晶体结构分析 |
| 5.2.3 形貌表征 |
| 5.2.4 上转换发光性能 |
| 5.2.5 结论 |
| 5.3 CeO_2: Yb~(3+)/Tm~(3+)核壳结构纳米球的红光-近红外光上转换 |
| 5.3.1 样品的制备 |
| 5.3.2 细菌实验 |
| 5.3.3 组织成像实验 |
| 5.3.4 晶体结构分析 |
| 5.3.5 形貌表征 |
| 5.3.6 红外吸收光谱 |
| 5.3.7 上转换发光性能 |
| 5.3.8 光热杀菌效果分析 |
| 5.3.9 上转换生物组织成像 |
| 5.3.10 结论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 Bi_2O_3: Yb~(3+)/Ln~(3+) (Ln=Er, Tm)纳米花的红光-近红外光上转换 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Bi_2O_3: Yb~(3+)/Er~(3+)中的相变过程以及上转换红光 |
| 6.2.1 样品的制备 |
| 6.2.2 晶体结构分析 |
| 6.2.3 热失重分析 |
| 6.2.4 形貌表征 |
| 6.2.5 上转换发光性能 |
| 6.2.6 结论 |
| 6.3 Bi_2O_3: Yb~(3+)/Tm~(3+)的形貌调控及其红光-近红外光上转换 |
| 6.3.1 样品的制备 |
| 6.3.2 晶体结构分析 |
| 6.3.3 形貌表征 |
| 6.3.4 上转换发光性能 |
| 6.3.5 结论 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
（10）基于双频激发稀土离子掺杂材料的上转换发光及应用探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稀土掺杂的发光材料概述 |
| 1.1.1 三价稀土离子（Ln~(3+)）的电子结构特征及光谱特性 |
| 1.1.2 下转移发光 |
| 1.1.3 下转换发光 |
| 1.1.4 上转换发光 |
| 1.2 上转换发光机制 |
| 1.2.1 传统的上转换发光机制 |
| 1.2.2 双频激发上转换发光机制 |
| 1.3 双频激发上转换发光及应用的国内外研究进展 |
| 1.3.1 双频激发上转换发光在三维显示应用中的研究进展 |
| 1.3.2 双频激发在超分辨荧光成像应用中的研究进展 |
| 1.3.3 双频激发在紫外上转换发光及相关应用中的研究进展 |
| 1.3.4 双频激发上转换发光在太阳能电池应用中的研究进展 |
| 1.3.5 双频激发在光开关调制应用中的研究进展 |
| 1.3.6 双频激发在激光器应用中的研究进展 |
| 1.4 本论文的课题来源、研究背景及意义 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 研究背景及意义 |
| 1.5 本论文研究的主要内容 |
| 第二章 样品的制备及表征 |
| 2.1 实验药品及来源 |
| 2.2 样品制备的仪器及方法 |
| 2.2.1 样品制备仪器 |
| 2.2.2 稀土掺杂的荧光粉的制备-高温固相法 |
| 2.2.3 未掺杂激活离子的Ce VO_4粉体的制备-高温固相法 |
| 2.2.4 稀土掺杂的玻璃及微晶玻璃的制备-高温熔融热处理法 |
| 2.3 材料表征方法及相应仪器设备 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 透射电子显微镜 |
| 2.3.4 差热/热重分析 |
| 2.4 光学性能表征及对应的仪器设备 |
| 2.4.1 漫反射光谱 |
| 2.4.2 吸收/透过光谱 |
| 2.4.3 拉曼光谱 |
| 2.4.4 上转换荧光光谱 |
| 2.4.5 上转换荧光寿命曲线 |
| 2.4.6 光电流曲线 |
| 2.4.7 快-慢光开关调制曲线 |
| 2.4.8 光学非线性透过率 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于双频、三频、宽带激发上转换发光在太阳能电池领域的应用探索 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 测试与表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 双频激发Er~(3+):BaCl_2荧光粉上转换发光用于太阳能电池 |
| 3.3.2 三频激发Er~(3+)掺杂的微晶玻璃上转换发光用于太阳能电池 |
| 3.3.3 宽带太阳光激发Er~(3+):BaCl_2荧光粉上转换发光用于太阳能电池 |
| 3.3.4 未掺杂激活离子的CeVO_4粉体基于黑体辐射上转换发光用于太阳能电池 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于双频激发Pr~(3+)掺杂微晶玻璃的上转换发光在白光调制及白光激光领域的应用探索 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 测试与表征 |
| 4.2.3 光学测试平台 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于双频激发稀土单掺微晶玻璃的蓝、绿、红上转换荧光快-慢响应光开关调制应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 测试与表征 |
| 5.2.3 光学测试平台 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 双频激发Tm~(3+)/Er~(3+)掺杂微晶玻璃的蓝/绿上转换荧光快-慢光开关调制 |
| 5.3.2 双频激发Ho~(3+)掺杂微晶玻璃的红色上转换荧光快-慢光开关调制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于不同波长的激光激发单掺Er~(3+)微晶玻璃的非线性光学性能及应用探索 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 测试与表征 |
| 6.2.3 非线性光学测试平台 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 基于三频激发Er~(3+)掺杂的微晶玻璃上转换发光用于太阳能电池 |
| 附录2 未掺杂激活离子的CeVO_4粉体基于黑体辐射上转换发光用于太阳能电池 |
| 附录3 基于双频激发Pr~(3+)掺杂微晶玻璃的上转换发光在白光调制及白光激光领域的应用探索 |
| 附录4 基于双频激发Tm~(3+)/Er~(3+)掺杂微晶玻璃的蓝/绿上转换荧光快-慢光开关调制 |
| 4.1 理论分析 |
| 4.1.1 快速的光开关调制 |
| 4.1.2 慢速的光开关调制 |
| 4.2 附录数据 |
| 附录5 基于双频激发Ho~(3+)掺杂微晶玻璃的红色上转换荧光快-慢光开关调制 |
| 5.1 理论分析 |
| 5.1.1 构建模型 |
| 5.1.2 电子态分析 |
| 5.1.3 快-慢光开关调制理论分析 |
| 5.2 附录数据 |
| 附录6 基于不同波长的激光激发单掺Er~(3+)微晶玻璃的非线性光学性能及应用探索 |
| 6.1 理论分析及模拟 |
| 6.1.1 在 808 nm激发下 |
| 6.1.2 在 980 nm激发下 |
| 6.1.3 在 1550 nm激发下 |
| 6.2 附录数据 |
| 攻读博士学位期间获得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、Yb~(3+)-Ho~(3+)共掺氟氧化物中的蓝绿上转换荧光（论文参考文献）
- [1]Yb，Ho共掺钒酸盐晶体2微米激光器特性研究[D]. 杨曦凝. 哈尔滨理工大学, 2020(04)
- [2]稀土离子掺杂单个上转换微/纳颗粒的结构、性能及应用探索[D]. 杨丹丹. 华南理工大学, 2020
- [3]稀土离子掺杂的氟化物发光性质的调控[D]. 董浩. 淮北师范大学, 2020(12)
- [4]稀土掺杂硅酸盐玻璃光谱性能研究[D]. 李正宇. 长春理工大学, 2020(01)
- [5]四种典型稀土掺杂无机上转换发光材料的设计及温敏特性研究[D]. 杜姗姗. 兰州大学, 2020(01)
- [6]基于FIR技术的稀土掺杂上转换测温材料特性研究[D]. 索浩. 西北大学, 2019(01)
- [7]稀土掺杂SrWO4的光学温度传感特性研究[D]. 宋会玲. 天津大学, 2018(06)
- [8]LiTaO3:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶发光材料的制备及上转换特性研究[D]. 辛一凡. 哈尔滨工程大学, 2019(02)
- [9]稀土掺杂氧化物上转换微/纳米晶的可控合成及光谱调控[D]. 赵小奇. 西北大学, 2018(01)
- [10]基于双频激发稀土离子掺杂材料的上转换发光及应用探索[D]. 陈智. 华南理工大学, 2017(06)