对Ho³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺掺杂钨酸钙Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶进行无相互作用正交实验，并对所得样品进行上转换稳态发射光谱测试，CIE坐标计算及功率曲线分析，最后提出上转换发光机理。具体结论如下： 

（1）通过上转换稳态发射光谱测试，并对正交结果进行分析，得出稀土离子浓度改变对蓝绿红三色光发光强度的影响规律。Tm³⁺离子浓度改变对上转换蓝光发射强度影响较大，Ho³⁺离子浓度改变会影响上转换绿光发射强度，上转换红光发射强度主要受到Tm³⁺、Yb³⁺离子浓度的影响。适当降低Tm³⁺离子浓度有利于上转换三色光强度的增加；减小Ho³⁺离子浓度能使上转换绿光强度降低，红光和蓝光强度增加，有利于调节蓝绿红三色光比例。 

（2）分析了泵浦功率对蓝绿红三色光发光强度的影响。随着泵浦功率的增加上转换蓝绿红三色光发光强度均有不同程度的增加，但同时三色光比例变大。因此泵浦功率的增大虽然能提高发光强度，但不利于上转换白光的输出。 

（3）根据正交实验分析结果，对掺杂稀土离子浓度进行调节，实现上转换白光输出。制备了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：0.6mol%Ho³⁺/0.5mol%Tm³⁺/4mol%Yb³⁺样品，上转换发光测试表明三色光比例接近1:1:1，CIE坐标计算结果为（0.35,0.37），在白光发光范围内。 

（4）对Zn_0.1Ca_0.9WO₄：0.6mol%Ho³⁺/0.5mol%Tm³⁺/4mol%Yb³⁺样品进行功率曲线测试。测试结果表明上转换蓝光主要为三光子能量传递过程，上转换绿光为两光子能量传递过程，上转换红光同时存在两光子和三光子能量传递过程。上转换发光机理表明蓝绿红光分别由Tm³⁺离子的¹G₄→³H₆跃迁，Ho³⁺离子的⁵S₂，⁵F₄→⁵I₈、⁵F₅→⁵I₈能级跃迁产生的。蓝光、绿光和红光发光过程均为连续能量传递过程。

 

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聚钨酸钠又名偏钨酸钠，它的的物理性质如下所示：化学式：Na₆O₃₉W₁₂，分子量：2968，密度：3.1g/cm3，CB号：CB1128947，CAS号：12141-67-2。
聚钨酸钠因其密度高、无毒、易配制及可循环利用等优点,在许多领域都被广泛的应用，例如地质学、土壤学及海洋生物学等领域密度分离研究中得到广泛应用。在地质学中主要应用于矿物及沉积岩的分离,为微细粒纯矿物的分离提供了一条新途径。在土壤学中主要应用于分离土壤中的团聚体大颗粒、有机质及腐殖酸等。而在海洋生物学中主要应用于分离古微生物以及有机质。且利用聚钨酸钠溶液进行密度分离具有操作流程简单、效果稳定等特点,更重要的是不改变被分离物质的物化性能。

 

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钨酸亚铁是一种钨酸盐，它的物理性质如下所示：化学式：FeO₄W，分子量：303.6826g/mol, 单一同位素质量为：303.865527g/mol，准确质量为：303.865527g/mol，PubChenm号：22178528。另外 FeO₄W可以通过水热法制取。

而钨酸盐是指阴离子含钨酸根（WO₄ ^2-）或聚钨酸根（W₇O₂₄ ^6-）的盐。其中有些钨酸盐是以水合物的形式存在，溶液呈强碱性，而有些为难溶性。另外钨酸盐中除碱金属、铵和镁盐外，大部分不溶于水。
常见的钨酸盐有钨酸盐(Na₂WO₄·2H₂O)、钨酸钙(CaWO₄)、钨酸钴(CoWO₄)、钨酸镉(CdWO₄)、钨酸亚铁(FeWO₄)、钨酸铵[(NH₄)6W₇O₂₄·6H₂O]和钨酸锌(5ZnO·12WO₃)等。钨酸盐常用于功能材料，例如，钨酸钙是重要的X射线发光材料，钨酸盐也可以用于制备染料、颜料等、陶瓷材料、催化剂、颜料、防腐剂和防火剂等。

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以下是稀土三掺钨酸钙Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶上转换发光机理。

根据Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶的上转换稳态发射光谱和功率曲线分析，结合稀土离子的能级分布图，提出了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶的上转换发光机理，具体机理如图所示。

由图可知，上转换蓝光的发光过程以Tm³⁺/Yb³⁺三光子能量传递过程为主。Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶上转换蓝光激发机理如下：首先 Yb³⁺离子受到980nm光源激发，由基态能级²F_2/7跃迁到激发态能级²F_5/2，处于激发态能级的Yb³⁺离子不断将能量传递给Tm³⁺离子，使Tm³⁺离子由基态能级³H₆跃迁到³H₅能级，并无辐射弛豫到³F₄能级，至此第一次能量传递过程结束。然后处于激发态能级的Yb³⁺离子第二次将能量传递给Tm³⁺离子，使Tm³⁺离子由³H₅能级跃迁至³F_2,3能级，并无辐射弛豫到³H₄能级，至此第二次能量传递过程结束。最后处于激发态能级的Yb³⁺离子第三次将能量传递给Tm³⁺离子，使Tm³⁺离子由³H₄能级跃迁至¹G₄能级， ¹G₄能级的Tm³⁺离子再向基态能级³H₆跃迁，辐射出475nm波长的上转换蓝光。 

上转换绿光发光过程是Ho³⁺/Yb³⁺的两光子能量传递过程。Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶上转换绿光激发机理如下：首先 Yb³⁺离子受到980nm激光器的激发，由基态能级²F_2/7跃迁到激发态能级²F_5/2，处于激发态能级的Yb³⁺离子不断将能量传递给Ho³⁺离子，使Ho³⁺离子由基态能级⁵I₈跃迁到⁵I₆能级。然后处于激发态能级的Yb³⁺离子再次将能量传递给Ho³⁺离子，使Ho³⁺离子由⁵I₆能级跃迁至⁵S₂,⁵F₄能级。最后Ho³⁺离子由⁵S₂,⁵F₄能级向基态能级⁵I₈跃迁，辐射出545nm左右的上转换绿光。 

上转换红光是由Ho³⁺离子和Tm³⁺离子共同发出的，Ho³⁺离子红光发射为两光子能量传递过程，Tm³⁺离子红光发射为三光子能量传递过程。具体过程如下：当Ho³⁺离子吸收能量被激发到⁵I₆能级后，通过无辐射弛豫跃迁到5I7能级，处于⁵I₇能级的Ho³⁺离子再次吸收Yb³⁺离子传递的能量跃迁至⁵F₅能级；或者当Ho³⁺离子与Yb³⁺离子通过两次能量传递处于⁵S₂,⁵F₄能级后，无辐射弛豫到⁵F₅能级。最后处于⁵F₅能级的Ho³⁺离子都向基态能级⁵I₈跃迁，发射出659nm左右的上转换红光。Tm³⁺/Yb³⁺上转换红光的发光机理与蓝光类似，处于基态能级的Tm³⁺离子通过三光子能量传递被激发到¹G₄能级后，由¹G₄能级向³F₄能级跃迁辐射出660nm波长的上转换红光。

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