第一章 稀土离子光谱理论 1
第一节 稀土离子电子组态、跃迁定则和能级结构 2
一、稀土离子的电子组态 2
二、三价稀土离子的跃迁选择定则和能级结构 2
三、铒离子的电子结构、能级结构及其性质 3
第二节 稀土光谱理论 5
一、光谱测量方法 5
二、斯托克斯发光和上转换发光 7
三、稀土离子的吸收和受激发射理论 12
四、Judd-Ofelt理论简介 18
参考文献 24
第二章 掺铒光纤放大器及其研究现状 25
第一节 掺铒光纤放大器 25
第二节 掺铒光纤放大器的研究现状 29
参考文献 33
第三章 玻璃材料基本理论和制备工艺 38
第一节 玻璃材料的基本理论 39
一、物质的玻璃态 39
二、玻璃的分类和结构学说 41
三、相图 43
四、玻璃材料的生长条件及其相关因素 44
第二节 掺铒玻璃的实验室制备工艺 47
一、玻璃样品成分的设计 47
二、样品的熔制和退火 47
参考文献 50
第四章 掺铒玻璃1.5μm发射的光谱成分及其对带宽的影响 51
第一节 实验 52
第二节 变温发射光谱 52
第三节 等效四能级模型 57
第四节 吸收和受激发射截面 58
第五节 结论 59
参考文献 60
第五章 掺铒氧化物玻璃光谱分析 61
第一节 掺铒钆硼硅酸盐玻璃 61
一、实验 61
二、Gd2O3-B2O3-SiO2三元系玻璃形成区 62
三、G10BSN:Er3+玻璃1.5μm有效发射带宽 63
四、G10BSN:Er3+玻璃吸收和受激发射截面 64
五、G10BSN:Er3+玻璃光学跃迁参数 66
六、Er3+离子4I13/2的能级寿命 73
七、G10BSN:Er3+玻璃的热稳定性表征 74
八、G10BSN:Er3+玻璃的成玻能力 75
第二节 掺铒碲酸盐玻璃 76
一、样品制备和光谱测量 77
二、吸收光谱和Judd-Ofelt理论分析 78
三、发射光谱和受激发射截面 81
四、荧光寿命和量子效率 83
五、TS玻璃的热稳定性表征 85
第三节 掺铒钨碲酸盐玻璃 86
一、实验及光谱测量 87
二、Judd-Ofelt理论分析 88
三、荧光光谱分析 90
四、Er3+的浓度猝灭效应 91
五、Er3+的上转换性质 94
第四节 掺铒镥硼硅酸盐玻璃 98
一、样品制备和光谱测量 99
二、Lu2O3-B2O3-SiO2三元系玻璃形成区 100
三、L10BSN:Er3+玻璃的J-O参数和发射带宽 101
四、L10BSN:Er3+玻璃中Er3+:4I13/2能级寿命 104
五、LS30玻璃中Er3+的光学跃迁参数计算 105
六、LS30玻璃的热稳定性表表征 106
第五节 掺铒铋锶酸盐玻璃 107
一、样品的制备 107
二、吸收光谱测量与分析 108
三、铋锶酸盐玻璃的热稳定性 111
参考文献 112
第六章 掺铒玻璃陶瓷红外发光特性 117
第一节 样品处理及测试 117
第二节 玻璃陶瓷的变温发射光谱 118
第三节 Er3+：4I13/2能级寿命 120
第四节 时间分辨光谱分析 121
第五节 玻璃陶瓷的XRD衍射 123
参考文献 124
第七章 稀土掺杂纳米发光材料的研究现状及应用前景 126
第一节 掺Eu3+红色荧光粉的研究现状和应用前景 126
第二节 上转换纳米粉的研究现状和应用前景 129
一、上转换发光材料的产生 129
二、纳米上转换发光材料的研究现状 130
三、上转换发光材料的应用前景 132
参考文献 133
第八章 纳米发光材料的制备方法及其表征 136
第一节 纳米发光材料的常用制备方法 136
一、溶胶凝胶法 136
二、沉淀法 138
三、燃烧法 140
四、热分解法 141
五、水热法 141
第二节 纳米发光材料的基本表征手段 143
一、X射线物相分析 143
二、红外光谱 147
三、热分析 147
四、扫描电子显微镜 148
五、透射电子显微镜 151
参考文献 152
第九章 蔗糖燃烧法合成Y2O3:Eu3+和Gd2O3:Eu3+纳米晶荧光粉 159
第一节 蔗糖燃烧法合成荧光粉纳米晶 160
第二节 合成原理及分析 162
第三节 结构及形貌表征 167
第四节 蔗糖量对荧光粉形貌的影响 169
第五节 蔗糖量对发光性能的影响 171
参考文献 179
第十章 纳米荧光粉的上转换荧光增强 182
第一节 上转换荧光的影响因素 182
一、基质 182
二、激发方式 183
三、敏化剂 183
四、晶格对称性 183
五、激活离子的能级结构 184
第二节 单斜相Gd2O3:Er3+纳米晶的上转换发光性质 185
一、材料合成与测试方法 185
二、结构分析及讨论 186
三、室温上转换发光及机制分析 188
第三节 立方相Gd2O3:Er3+纳米晶的上转换发光性质 196
一、材料合成与测试方法 196
二、结构分析 197
三、室温上转换发光及机制分析 199
四、立方相与单斜相Gd2O3:Er3+上转换荧光的比较 201
第四节 Gd2O3:Zn2+，Er3+纳米晶的上转换荧光增强 202
一、材料合成与测试方法 203
二、结构分析 204
三、室温斯托克斯发光和上转换发光的机制分析 206
第五节 结论 210
参考文献 211
第十一章 上转换荧光粉的多色调制及包覆 218
第一节 颜色测量的基本理论与技术 218
一、三刺激值和1931CIE-XYZ标准色度系统 219
二、色度学参数计算方法 221
三、仪器校准 224
第二节 Gd2O3:Tm3+/Er3+,Yb3+荧光粉的颜色调制及包覆 225
一、材料合成与测试方法 225
二、结构及形貌表征 226
三、室温上转换发光 229
四、上转换荧光的颜色评价 234
五、结论 237
参考文献 238
第十二章 Ba2-xMgxSiO4:Eu2+蓝绿色荧光粉 240
第一节 样品制备和性能测试 240
一、样品制备 240
二、材料的性能测试 242
第二节 Ba2-xMgxSiO4:Eu2+荧光粉发光性能分析 242
参考文献 248
第十三章 Ba1.6xMg0.4SiO4:xEu2+绿色荧光粉 249
第一节 样品制备和光谱测量 249
一、样品制备 249
二、样品的光谱测量 250
第二节 Eu2+对Ba1.6-xMg0.4SiO4:xxEu2+发光的影响 250
参考文献 253
附录1 Er3+离子各能级的约化矩阵元库 255
附录2 高斯消去法解线性方程组 258
附录3 最小二乘法曲线拟合 260
附录4 化学元素周期表 264