统地对掺杂稀土离子的上转换特性及其机制进行了深入的研究,提出掺杂稀土离子形成亚稳激发态是产生上转换功能的前提。80年代后期,利用稀土离子的上转换效应,覆盖红绿蓝所有可见光波长范围都获得了连续室温运转和较高效率、较高输出功率的上转换激光输出。1994年Stanford大学和IBM公司合作研究了上转换应用的新生长点——双频上转换立体三维显示,并被评为1996年物理学最新成就之一。2000年Chen等对比研究了Er/Yb:FOG氟氧玻璃和Er/Yb:FOV钒盐陶瓷的上转换特性,发现后者的上转换强度是前者的l0倍,前者发光存在特征饱和现象,提出了上转换发光机制为扩散.转移的新观点。近几年,人们对上转换材料的组成与其上转换特性的对应关系作了系统的研究,得到了一些优质的上转换材料。频率上转换研究的这些发展一方面是由于社会对其应用技术的需求以及半导体激光发展的促进所致,另一方面也是随着上转换的机制等基础研究的突破和材料的发展而发展的。8.3稀土离子上转换发光机理8.3.1激发态吸收(ESA,ExcitedStateAbsorption)激发态吸收过程(ESA)是在1959Bloembergen等人提出的,其原理是同一个离子从基态能级通过连续的多光子吸收到达能量较高的激发态能级的一个过程,这是上转换发光的最基本过程。图1(a)是激发态吸收(ESA)过程示意图。首先,离子吸收一个能量为hv1的光子,从基态1被激发到激发态2.然后,离子再吸收一个能量为hv2的光子,从激发态2被激发到激发态3,随后从激发态3发射出比激发光波长更短的光子。在连续光激发下,上转换发光(来自能级3)的强度通常正比于I1,I2,I为激发光强.一些情况下,hv1=hv2,其发光强度通常正比于I2.更一般地,如果需要发生n次吸收,上转换发光强度将正比于In,另外,ESA过程为单个离子的吸收,具有不依赖于发光离子浓度的特点。
全文预览
