Dy3+/RE3+(RE=Tb,Eu)共掺杂Ca3Li0.275Nb1.775Ga2.95O12(CLNGG)大尺寸激光晶体生长及其光谱特性OA
Bulk Crystal Growth and Spectroscopic Properties of Dy3+/RE3+(RE=Tb,Eu)Co-doped Ca3Li0.275Nb1.775Ga2.95O12(CLNGG)Laser Crystals
采用提拉法成功合成了五种晶体:Dy∶Ca3Li0.275Nb1.775Ga2.95O12(CLNGG)、Dy,Tb∶CLNGG、Dy,Eu∶CLNGG、Tb∶CLNGG和Eu∶CLNGG.通过分析它们在室温下的吸收光谱、激发与发射光谱以及荧光衰减曲线,对其光谱特性及能量传递机制进行了详细研究.基于Judd-Ofelt理论计算进一步阐明了这些特性.结果表明,在Dy3+体系中,与Tb3+和Eu3+离子共掺杂不仅增强了黄光波长区域的发射截面,并且提高了荧光量子效率.这些改进对于实现Dy3+的高效黄光输出尤为有利.此外,相关研究证实了在Dy,Tb∶CLNGG晶体中,Dy3+与Tb3+离子之间存在相互的能量传递现象,而在Dy,Eu∶CLNGG晶体中,则是Dy3+与Eu3+发生单向的能量传递.基于所获得的研究结果,Dy,Tb∶CLNGG和Dy,Eu∶CLNGG晶体是二极管泵浦全固态黄光激光器中极具竞争力且具备应用潜力的激光介质.
In this work,five kinds of crystals were successfully synthesized using the Czochralski method for the first time,namely Dy∶Ca3Li0.275Nb1.775Ga2.95O12(CLNGG),Dy,Tb∶CLNGG,Dy,Eu∶CLNGG,Tb∶CLNGG,and Eu∶CLNGG.A detailed investigation of spectral features and energy transfer mechanisms in such crystals was conducted by analyzing their optical absorption spectra,excitation and emission spectra,and fluorescence decay curves at ambient tem-perature.Calculations based on the Judd-Ofelt theory further elucidated these features.The results demonstrate that in the Dy3+system,co-doping with Tb3+and Eu3+ions not only enhances the emission cross-sections in the yellow wavelength re-gion but also improves the fluorescence quantum efficiency.These improvements are particularly beneficial for achieving efficient yellow light output from Dy3+.Additionally,the studies confirm the occurrence of reciprocal energy transfer be-tween Dy³⁺ and Tb³⁺ ions in Dy,Tb∶CLNGG crystals,whereas unidirectional energy transfer from Dy³⁺ to Eu³⁺ occurs in Dy,Eu∶CLNGG crystals.Based on the obtained research results,Dy,Tb∶CLNGG and Dy,Eu∶CLNGG crystals could be utilized as compelling and potential laser media for diode-pumped all-solid-state yellow lasers.
游振宇;陈慧彬;江水森;苏子生;李谞泓;黄怡翔;王燕
泉州师范学院 光子技术研究所,福建 泉州 362000||福建省先进微纳光子学技术与器件重点实验室,福建 泉州 362000||福建省超精密光学工程技术与应用协同创新中心,福建 泉州 362000泉州师范学院 光子技术研究所,福建 泉州 362000||福建省先进微纳光子学技术与器件重点实验室,福建 泉州 362000||福建省超精密光学工程技术与应用协同创新中心,福建 泉州 362000泉州师范学院 光子技术研究所,福建 泉州 362000||福建省先进微纳光子学技术与器件重点实验室,福建 泉州 362000||福建省超精密光学工程技术与应用协同创新中心,福建 泉州 362000泉州师范学院 光子技术研究所,福建 泉州 362000||福建省先进微纳光子学技术与器件重点实验室,福建 泉州 362000||福建省超精密光学工程技术与应用协同创新中心,福建 泉州 362000中国科学院福建物质结构研究所 功能晶体与器件国家重点实验室,福建 福州 350002中国科学院福建物质结构研究所 功能晶体与器件国家重点实验室,福建 福州 350002中国科学院福建物质结构研究所 功能晶体与器件国家重点实验室,福建 福州 350002
数理科学
晶体生长CLNGG晶体Dy3+,Tb3+/Eu3+:CLNGG黄光发射光谱特性能量传递过程
crystal growthCLNGG crystalDy3+,Tb3+/Eu3+:CLNGGyellow emissionspectral featuresenergy transfer processes
《发光学报》 2026 (3)
463-475,13
泉州市科技重大专项(2024QZGZ3)国家科技重大专项(2024ZD0606000)福建省科技计划先导项目(2024H0033,2022H0043)Supported by Major Science and Technology Projects of Quanzhou(2024QZGZ3)National Science and Technology Major Project(2024ZD0606000)Science and Technology Plan Leading Project of Fujian Province(2024H0033,2022H0043)
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