鐿鉺雙摻雜鎢酸鉛晶體上轉換材料

近年來對鉺(Er)摻雜材料的性能研究越來越多，包括紅外-可見光上轉換，Er的光學和電學性質研究，加上鐳射二極體的進步和發展，使Er摻雜和發光的研究得到空前的重視。

鎢酸鉛晶體不僅滿足Er摻雜和發光的條件，而且由於其光學透明度好、光密度大、輻照硬度強、物化性質穩定、熱導率較高的優點，更有利於上轉換雷射器的小型化，因此越來越受到人們的關注，但是Er摻雜鎢酸鉛晶體上轉換材料的發光強度低，致使上轉換發光效率不高嚴重影響了實際應用。

所以,為了解決現有技術製備的鉺摻雜鎢酸鉛晶體上轉換材料的 發光強度低的問題，研究人員嘗試將鐿(Yb)和鉺(Er)雙元素在鎢酸鉛晶體上進行轉換。Yb和Er雙摻雜鎢酸鉛晶體上轉換材料由WO₃、PbO、Er₂O3和 Yb₂O₃製成；其中WO₃和PbO的摩爾比為1∶1，Er₂O₃的摻雜濃度為0.1～ 3mol％，Yb₂O₃的摻雜濃度為0.1～3mol％。

製備鐿鉺雙摻雜鎢酸鉛晶體上轉換材料的方法按以下步驟實現：一、 稱取WO₃、PbO、Er₂O₃和Yb₂O₃，其中WO₃和PbO的摩爾比為1∶1，Er₂O₃ 的摻雜濃度為0.1～3mol％，Yb₂O₃的摻雜濃度為0.1～3mol％；二、將稱取的 WO₃、PbO、Er₂O₃和Yb₂O₃混合均勻後放入鉑坩堝，然後置於1000～1100℃ 的環境中燒結1～3h，冷卻至室溫；三、採用提拉法生長晶體：經引晶、縮頸、 放肩、收肩、等徑生長、拉脫和退火程式，即得Yb和Er雙摻雜鎢酸鉛晶體上轉換材料；其中步驟三中引晶程式：將經過燒結的多晶料升溫至熔化，並保持熔化溫度30min，然後緩慢降低溫度，至籽晶在熔體中不熔不化停止降溫，籽晶在此溫度下繼續生長。

研究發現，在鉺摻雜鎢酸鉛晶體上轉換材料中摻雜元素鐿(Yb)，Yb能級間隙約為104cm-1，覆蓋範圍廣，能夠被980nm LD激發，它的引入可以通過能量傳遞導致共摻的稀土離子上轉換發光的較大增強，在保留Er摻雜鎢酸鉛晶體原有優良性能的基礎上，提高了Er摻雜鎢酸鉛晶體地綠光波段發光強度近三倍，是性能優異的鐳射材料。

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