[發(fā)明專利]強(qiáng)紫外上轉(zhuǎn)換微米氟化物材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102965112A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞瑩;唐紅霞;王旭東;賈相華
• 申請（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 王艷萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及上轉(zhuǎn)換材料及其制備方法。

背景技術(shù)

緊湊型全固體短波長激光器在高密度光學(xué)存儲、全色激光顯示、海底通信、生物醫(yī)學(xué)和光譜學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前實現(xiàn)全固態(tài)短波長激光器的手段有非線性光學(xué)晶體的倍頻方法、寬帶隙半導(dǎo)體材料的直接輸出、頻率上轉(zhuǎn)換材料的直接輸出。其中非線性光學(xué)晶體的倍頻技術(shù)有著嚴(yán)格的相位匹配要求，同時轉(zhuǎn)換效率也不高。寬帶隙半導(dǎo)體激光器其激光線度較寬，存在輸出光頻率漂移不穩(wěn)，發(fā)散角大，光斑均勻性差等。而頻率上轉(zhuǎn)換泵浦技術(shù)不受相位匹配條件約束，而且對泵浦光波長的穩(wěn)定性和偏振性等要求也不高。同時由于目前市場上在可見和紅外區(qū)有很多便宜的不同波長的大功率二極管激光器作為泵浦，使得頻率上轉(zhuǎn)換方式實現(xiàn)的短波連續(xù)輸出激光器開始扮演重要角色。然而，目前上轉(zhuǎn)換材料在紫外波段發(fā)光效率不高，使得很難實現(xiàn)紫外波段的上轉(zhuǎn)換激光輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)制備的紫外上轉(zhuǎn)換熒光材料存在紫外波段發(fā)光強(qiáng)度不高的問題，而提供強(qiáng)紫外上轉(zhuǎn)換微米氟化物材料及其制備方法。

本發(fā)明中強(qiáng)紫外上轉(zhuǎn)換微米氟化物材料的化學(xué)式為：NaY_(1-x-y-z)Gd_zHo_xYb_yF₄，所述的x為：0.001≤x≤0.05，所述的y為：0.01≤y≤0.4，所述的z為：0.01≤z≤0.2。

制備強(qiáng)紫外上轉(zhuǎn)換微米氟化物材料的方法以下步驟實現(xiàn)：

一、依照化學(xué)式NaY_(1-x-y-z)Gd_zHo_xYb_yF₄中比例，將0.0001～0.1molY³⁺、0.0001～0.01molHo³⁺、0.0001～0.1molGd³⁺、0.0001～0.1molYb³⁺以及0.0003～lmol的EDTA溶于1mol蒸餾水中，得到混合溶液；

二、將蒸餾水與NaF按摩爾比1∶0.001～10混合，形成透明溶液；

三、將步驟一所得混合溶液和步驟二所得透明溶液混合，攪拌后加入到反應(yīng)釜中，再將反應(yīng)釜放入160～220℃的烘干箱中保溫18～24h后冷卻到室溫，取出反應(yīng)物經(jīng)過濾、清洗后自然干燥，即完成強(qiáng)紫外上轉(zhuǎn)換微米氟化物材料的制備；

其中步驟一中所述的x為：0.001≤x≤0.05，所述的y為：0.01≤y≤0.4，所述的z為：0.01≤z≤0.2；

步驟一中Y³⁺來自Y(NO₃)₃，Ho³⁺來自Ho(NO₃)₃，Gd³⁺來自Gd(NO₃)₃，Yb³⁺來自Yb(NO₃)₃。

本發(fā)明原理：上轉(zhuǎn)換是通過幾個低能量光子共同作用得到高能量光子的技術(shù)。紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率受能級上布局粒子數(shù)的影響。通過上轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)的紫外能級粒子數(shù)的布局是由可見能級上布局的粒子提供的。紫外能級上布局的粒子數(shù)越多，發(fā)光效率越高。本發(fā)明通過Gd³⁺離子的摻雜，使得大多數(shù)布局在可見能級上的粒子布局到紫外能級，從而降低了稀土離子可見上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率，提高了稀土離子的紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

①本發(fā)明制備的紫外上轉(zhuǎn)換微米氟化物材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率最大增加13倍，材料粒徑為200～400nm，粒度分布均勻，分散性好。本發(fā)明將對研制上轉(zhuǎn)換紫外激光器有重要意義。

②本發(fā)明采用水熱法制備紫外上轉(zhuǎn)換微米氟化物材料，制備工藝簡單，合成溫度不高，成本低，便于操作。

附圖說明