Dy3+掺杂铋硼酸盐玻璃的光谱性质研究

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摘要：本次实验中，我们采用传统的高温熔融法制备Dy3+掺杂铋硼酸盐玻璃，分别用配方A:60B2O3+40Bi2O3+xDy2O3（x=1.5、1.2、1.0、0.8mol%）；配方B：40B2O3+60Bi2O3+xDy2O3（x=1.5、1.2、1.0、0.8mol%）,共烧制8个样品。我们测试了样品的激发光谱和发射光谱，分析光谱研究了其光谱性质。配方A所制作的样品中，改变玻璃组分及 Dy3+离子的掺杂浓度后发现，发射峰的位置基本不变，但Dy3+离子浓度的增加能够提升发光强度，并出现了浓度淬灭现象，分析原因可能是有限的非桥氧。做了CIE色坐标图，配方A 中随着Dy3+浓度的增加，样品的CIE图越来越向白光区靠近，且掺杂1.5%的Dy3+离子的样品出现在白光区，我们实现了在398nm紫外光激发下的单一基质上有效的白光发射。57633

毕业论文关键词：铋磞酸盐玻璃，光谱性质，稀土离子,白光LED

Study on the Spectroscopic Properties of Dy3+ doped bismuth borate glass

Abstract:Good optical quality Dy3+ doped Bismuth Borate glasses were prepared by the conventional melt quenching technique and characterized by optical absorption and luminescence studies.Changing the composition of glass and the doping concentration of Dy3+ ,researching on the emission spectrum and the influence of the luminous intensity,making the the CIE chromaticity coordinates, adjusting the Y/B emission peak intensity ratio,we realized on a single substrate effective white light emission under ultraviolet excitation at 389nm.

Keywords: glasses, rare-earths ,luminescence properties,white LED

1.绪论 1

1.1 引言 1

1.2 白光LED 2

1.2.1 白光LED的实现手段 2

1.2.2白光LED的性能指标 2

1.3 铋酸盐玻璃的结构和性质 5

1.5 稀土离子的能级 6

1.5.1 稀土离子的电子组态 6

1.5.2 稀土离子的跃迁与发光 6

1.5.3 稀土发光的基本规律 7

1.5.4 Dy3+的发光特性 7

1.6 稀土离子间的能量传递 8

1.6.1 辐射共振能量传递 8

1.6.2 无辐射共振能量传递 8

1.7 本文研究目的与内容 9

1.7.1 研究目的 9

1.7.2 研究内容 9

2实验部分 10

2.1 发光玻璃样品的制备 10

2.2 实验试剂 10

2.3 实验仪器 10

2.4 样品密度的测试 10

3结果与讨论 12

3.1 激发光谱 12

3.2 发射光谱 13

3.3 掺杂浓度对发射光谱的影响 15

3.4基质对发射光谱的影响 15

3.5光色参数分析 17

4结论 19

致谢 20

1.绪论

1.1 引言

人类发展历程中一共经历了四次照明光源的革命。爱迪生发明的白炽灯是第一代照明光源，荧光灯是第二代照明光源、高压气体放电灯是第三代光源、白色发光二极管是第四代光源。与前三代照明光源相比，白光LED安全性好、效率高、寿命长、响应快，又符合当今社会节能减排的需求，从而被大家广泛关注，逐渐取代前三代照明光源。如何获得优质的白色光源是大家一直追寻的问题，目前，白色光源发光二级管（LED）主要的实现手段是通过蓝光与黄光的复合实现的。将掺Ce3+的黄色银光粉与蓝光LED芯片复合发出白光[1]。这种手段获得的白光LED发光强度高，但光源失真、效率偏低、显色指数偏低等问题还是存在。为了解决这些问题，人们发现用发近紫外光的LED芯片激发三基色荧光粉也可获得白色光源，这样获得的白色光源解决了以往白光失真及光圈效应的问题。因为紫外光是不可见光，三基色荧光粉决定了LED的发光性能，由于三基色荧光粉之间相互影响，主要是颜色再吸收，LED的色彩还原性与流明效率受到较大影响。如果能减少荧光粉的颜色，用不可见的紫外光激发单一色荧光粉却能够获得白光，那么白光LED的传统问题与缺陷都能够得到解决[1]。