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Crystal Growth, Spectral Properties and Energy Transfer Mechanisms of Sr3Gd（BO3）3∶Dy3+/
增强出版RE 3+（RE =Tb, Eu） Crystals- Chinese Journal of Luminescence Vol. 43, Issue 11, Pages: 1721-1732(2022)
- 作者机构：
1.中国科学院福建物质结构研究所 光电子材料化学与物理重点实验室， 福建 福州 350002
2.福州大学 化学学院， 福建 福州 350108
3.中国福建光电信息科学与技术创新实验室（闽都创新实验室）， 福建 福州 350108
- 作者简介：
- 基金信息：National Nature Science Foundation of China(51872286);the Director Fund Project of Mindu Innovation Laboratory(2021ZR204);the Strategic Priority Research Programs of the Chinese Academy of Sciences(XDB20010200)
DOI：10.37188/CJL.20220094
CLC： O482.31Published：05 November 2022，
Received：19 March 2022，
Revised：03 April 2022，
- 稿件说明：
移动端阅览
方高阳,王燕,游振宇等.Sr3Gd（BO3）3∶Dy3+/RE3+（RE=Tb, Eu）晶体的生长、发光性质及能量传递[J].发光学报,2022,43(11):1721-1732.
FANG Gao-yang,WANG Yan,YOU Zhen-yu,et al.Crystal Growth, Spectral Properties and Energy Transfer Mechanisms of Sr3Gd（BO3）3∶Dy3+/RE3+（RE=Tb, Eu） Crystals[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(11):1721-1732.
方高阳,王燕,游振宇等.Sr3Gd（BO3）3∶Dy3+/RE3+（RE=Tb, Eu）晶体的生长、发光性质及能量传递[J].发光学报,2022,43(11):1721-1732. DOI： 10.37188/CJL.20220094.
FANG Gao-yang,WANG Yan,YOU Zhen-yu,et al.Crystal Growth, Spectral Properties and Energy Transfer Mechanisms of Sr3Gd（BO3）3∶Dy3+/RE3+（RE=Tb, Eu） Crystals[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(11):1721-1732. DOI： 10.37188/CJL.20220094.
摘要
黄光激光在医疗美容、原子冷却与捕获、激光雷达等领域具有潜在的应用前景，因此，黄光激光器的研究具有重要意义。Dy
3+
因其
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F
9/2
→
6
H
13/2
辐射跃迁而成为黄光激光的最佳激活离子，但是其在可见光波段为自旋禁戒跃迁，导致其吸收截面和发射截面都很小，从而引起黄光激光输出困难。本文通过提拉法成功生长了Dy
3+
∶Sr
3
Gd（BO
3
）
3
（缩写Dy
3+
∶SGB）、Dy
3+
/Tb
3+
∶SGB和Dy
3+
/Eu
3+
∶SGB晶体，通过室温偏振吸收谱、发射谱、荧光衰减曲线以及Judd-Ofelt理论计算分析了其光谱性能和能量传递机制。研究表明，共掺Tb
3+
和Eu
3+
增大了Dy
3+
在黄光波段的发射截面和荧光量子效率，有利于Dy
3+
的黄光输出。此外，证明了Dy
3+
/Tb
3+
∶SGB晶体中发生了Dy
3+
和Tb
3+
之间相互能量传递过程，Dy
3+
/Eu
3+
∶SGB晶体中仅有Dy
3+
→Eu
3+
的能量传递过程。
Abstract
The yellow lasers are of great importance as they have potential applications in the areas such as medical aesthetics， atomic cooling and trapping， and radar. Dy
3+
is the best activating ion for yellow lasers due to its
4
F
9/2
→
6
H
13/2
radiative transition， but its spin-forbidden transition in the visible wavelength leads to a small absorption and emission cross section， which causes difficulties in yellow laser output. In this paper， Dy
3+
∶Sr
3
Gd（BO
3
）
3
（abbreviation Dy
3+
∶SGB）， Dy
3+
/Tb
3+
∶SGB and Dy
3+
/Eu
3+
∶SGB crystals were successfully grown by the Czochralski method， and their spectral properties and energy transfer mechanisms were analyzed by room-temperature polarization absorption spectra， emission spectra， fluorescence decay curves and Judd-Ofelt theoretical calculations. It is shown that the co-dopant of Tb
3+
and Eu
3+
increases the emission cross section and fluorescence quantum efficiency of Dy
3+
in the yellow emission band， which is favorable to the yellow laser output of Dy
3+
. In addition， it is demonstrated that a mutual energy transfer process between Dy
3+
and Tb
3+
occurs in Dy
3+
/Tb
3+
∶SGB crystals and only Dy
3+
→Eu
3+
in Dy
3+
/Eu
3+
∶SGB crystals.
关键词
Sr3Gd（BO3）3Dy3+黄光光谱性能能量传递
Keywords
Sr3Gd（BO3）3Dy3+yellow emissionspectral propertiesenergy transfer
references
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