3。2。2荧光激发光谱 16

3。2。3量子效率 17

3。3Dy3+掺杂铋硼硅酸盐玻璃的热稳定性 17

4。1总结 20

4。2展望 20

致谢 21

参考文献 22

1。引言

1。1稀土玻璃的光谱能级

物质的内部存在能量的转换是造成物质产生发光特性的主要原因，当原子从较高的能级跃迁到低能级时将会释放能量，而其释放能量的方式是光辐射，这样就会致使物质发光。发光材料主要由发光基质（材料主体）和发光激活离子（少量作为发光中心的掺杂离子）组成，当然还可以掺杂另外一种离子去改变发光性能。发光的基质可以是多样的但日常我们运用的最多的便是玻璃，而且新型光玻璃被用于各个领域。同时稀土离子具有较为特别的4f电子结构，它受配位场的影响小，正因为如此稀土离子的光学特性就和其他的激活离子不一样，即在玻璃中依旧保持与原子相同的类线性光谱。所以研究稀土在玻璃中的发光特性主要是研究稀土离子4f的能级特征和电子的运动状态。

图1-1为化学元素周期表。其中57号元素镧(La)到71号元素镥(Lu)这15种元素又被称为又被称为镧系元素，它们都是稀土元素。

图1-1化学元素周期表

1。1。1稀土离子的光谱能级跃迁理论

B。R。Judd和G。S。Ofelt在1962年依据镧系离子（即稀土离子）在它们所处的环境电场的作用下，4fN组态与相反宇称的组态混合，这样就会产生强制性的电耦合跃迁，根据这样的现象提出了研究稀土离子f-f能级跃迁吸收及发射光谱性能的Judd-Ofelt理论。这个理论是从组态中掺入杂质进行研究，从而推导出跃迁强度与晶体场的关系，同时也可以找出采用拟合吸收光谱获得光学跃迁强度参数的方法。掺杂稀土离子的硅酸盐、磷酸盐、碲酸盐、锗酸盐、氟化物等玻璃广泛用于激光、光波导、光通信等各个方面，理解了这样的理论对于我们理解各种新型光功能玻璃的光谱特性和应用方面的一系列内容。当然不同的稀土离子对于不同的玻璃基质都会产生不一样的光学性质。这样对于研究Dy3+掺杂铋硼硅酸盐玻璃中时产生的不一样的光学性质我们就可以进行较为实际的分析和讨论研究。图1-2为三价稀土离子能级图。论文网

图1-2 三价稀土离子能级图

1。2 LED荧光玻璃

1。2。1玻璃的简介

在结构上，玻璃表现为短程有序而长程无序；在性能上，玻璃是一种具有转变特性的非晶态固体。玻璃具有许多共同特性，主要包括以下几点:各向同性、亚稳性、无固定熔点、可变性和性质变化的可逆性等。在众多的玻璃基质中，硅酸盐玻璃机械性能较好，热稳定性和化学稳定性也都比较高，但是硅酸盐最大的问题是对稀土离子的可溶性差，无法实现稀土离子的高浓度掺杂。后来人们又研究了氟化物玻璃和碲酸盐玻璃等材料，与硅酸盐玻璃相比较，这些玻璃材料对于稀土离子的溶解性提高了许多，从而提高了材料的发光增益。但是它们也存在一些缺陷，例如氟化物玻璃的机械强度较低、化学稳定性和热稳定性较差，而碲酸盐玻璃存在毒性、生产成本较高、对环境造成污染等缺点而不能得到很好的发展。有研究表明，硼酸盐玻璃是一种适合稀土离子和过渡族离子掺杂的基质材料，并且具有良好的物理和化学稳定性、熔点低、易于制备加工等，但是由于这类材料的浓度淬灭性很严重，容易导致发光效率低和色纯度差等，从而不适合实际的研究应用。