2011年 4卷 第6期
2011, 4(6): 537-545.
摘要
PDF 1964KB
摘要:
介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自适应控制等进行了分析。最后,介绍了适宜单点金刚石车削加工的材料,分析了快刀伺服和慢刀伺服在光学元件中的应用以及所加工的光学元件在国防和商用光电产品中的应用,并以主次镜望远镜系统和精密光学系统无调整装配为例,说明了单点金刚石车削在光电产品中的重要作用。
介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自适应控制等进行了分析。最后,介绍了适宜单点金刚石车削加工的材料,分析了快刀伺服和慢刀伺服在光学元件中的应用以及所加工的光学元件在国防和商用光电产品中的应用,并以主次镜望远镜系统和精密光学系统无调整装配为例,说明了单点金刚石车削在光电产品中的重要作用。
2011, 4(6): 546-561.
摘要:
阐述了温室气体遥感探测技术的发展历程。详细介绍了几种国外先进的高光谱分辨率温室气体遥感探测仪器的设计理念、工作方式、谱段设置和主要技术指标。综述了温室气体探测技术从综合性探测仪器到专用温室气体探测仪器的发展过程,指出了温室气体探测仪器未来发展方向,包括高光谱分辨率、高空间分辨率,宽覆盖范围,短覆盖周期以及高信噪比等。
阐述了温室气体遥感探测技术的发展历程。详细介绍了几种国外先进的高光谱分辨率温室气体遥感探测仪器的设计理念、工作方式、谱段设置和主要技术指标。综述了温室气体探测技术从综合性探测仪器到专用温室气体探测仪器的发展过程,指出了温室气体探测仪器未来发展方向,包括高光谱分辨率、高空间分辨率,宽覆盖范围,短覆盖周期以及高信噪比等。
2011, 4(6): 562-570.
摘要:
介绍了三维显示技术的研究现状,综述了狭缝光栅和柱面透镜光栅在自由立体显示技术中的重要应用。回顾了各种光栅式自由立体显示系统的结构和原理;提出了如何根据狭缝光栅和柱面透镜光栅的特殊光学性质,在传统的立体显示系统中添加各种光栅形成灵活组合结构来提高立体显示效果,强调了它们在减小串扰、增大视场角、避免摩尔条纹以及提供更全面的三维信息等方面的作用。最后指出基于两种光栅的叠加构成面积大、参数均匀、价格低廉的新型透镜可实现全视差立体显示,对探索自由立体显示技术的研究很有意义。
介绍了三维显示技术的研究现状,综述了狭缝光栅和柱面透镜光栅在自由立体显示技术中的重要应用。回顾了各种光栅式自由立体显示系统的结构和原理;提出了如何根据狭缝光栅和柱面透镜光栅的特殊光学性质,在传统的立体显示系统中添加各种光栅形成灵活组合结构来提高立体显示效果,强调了它们在减小串扰、增大视场角、避免摩尔条纹以及提供更全面的三维信息等方面的作用。最后指出基于两种光栅的叠加构成面积大、参数均匀、价格低廉的新型透镜可实现全视差立体显示,对探索自由立体显示技术的研究很有意义。
2011, 4(6): 571-575.
摘要:
为满足复杂航天光学系统对精度的要求,克服传统基准传递技术与计算机辅助装调技术对多于3片反射镜的复杂光学系统进行装调时存在的局限性,提出了两种技术相结合的装调方法。采用提出的方法对三镜消像散(TMA)空间相机进行了装调,结果显示:三镜在Y向和Z向的失调量分别由18.651和9.879 mm降低到1.036和0.102 mm,系统波前差达到全视场平均值1/14(RMS)。结果证明:此方法能有效缩短装调时间并达到系统要求的精度指标,对于多镜复杂光学系统装调具有指导和参考价值。
为满足复杂航天光学系统对精度的要求,克服传统基准传递技术与计算机辅助装调技术对多于3片反射镜的复杂光学系统进行装调时存在的局限性,提出了两种技术相结合的装调方法。采用提出的方法对三镜消像散(TMA)空间相机进行了装调,结果显示:三镜在Y向和Z向的失调量分别由18.651和9.879 mm降低到1.036和0.102 mm,系统波前差达到全视场平均值1/14(RMS)。结果证明:此方法能有效缩短装调时间并达到系统要求的精度指标,对于多镜复杂光学系统装调具有指导和参考价值。
2011, 4(6): 576-582.
摘要:
从SiCp/Al复合材料性能分析着手,讨论了预置件法、焊接法和粘接法等在空间遥感器研制中常用的联接方法的优缺点,提出了在高体积分数(体分)SiCp/Al复合材料上直接加工螺纹,并加装钢丝螺套的方法来改善螺纹联接性能。对在某高体分SiCp/Al复合材料上加工的M4、M5螺纹进行了拉伸测试,结果表明:加装钢丝螺套前,复合材料螺纹有被拉脱现象;加装钢丝螺套后,M4螺纹、螺杆在3 000~4 000 N被拉断;M5螺纹、螺杆在8 000~9 000 N被拉断,测试后两种规格的螺纹状态良好,可以满足实际应用对该材料拉伸强度的要求,其已应用于工程项目中。
从SiCp/Al复合材料性能分析着手,讨论了预置件法、焊接法和粘接法等在空间遥感器研制中常用的联接方法的优缺点,提出了在高体积分数(体分)SiCp/Al复合材料上直接加工螺纹,并加装钢丝螺套的方法来改善螺纹联接性能。对在某高体分SiCp/Al复合材料上加工的M4、M5螺纹进行了拉伸测试,结果表明:加装钢丝螺套前,复合材料螺纹有被拉脱现象;加装钢丝螺套后,M4螺纹、螺杆在3 000~4 000 N被拉断;M5螺纹、螺杆在8 000~9 000 N被拉断,测试后两种规格的螺纹状态良好,可以满足实际应用对该材料拉伸强度的要求,其已应用于工程项目中。
2011, 4(6): 583-587.
摘要:
为了准确有效地完成经纬仪航向标定,本文根据标校经纬仪坞内航向标校原理,分析了各单项误差对航向标定的影响,建立了照准差和定向误差同时影响下的航向标定修正模型,给出了具体的修正方法。实验及检测结果表明,用正倒镜法测得的定向误差数值等于定向误差与照准差的差值。文章验证了修正方法的正确性和有效性,规范了坞内航向标定方法,为测量船完成测量任务奠定了基础。
为了准确有效地完成经纬仪航向标定,本文根据标校经纬仪坞内航向标校原理,分析了各单项误差对航向标定的影响,建立了照准差和定向误差同时影响下的航向标定修正模型,给出了具体的修正方法。实验及检测结果表明,用正倒镜法测得的定向误差数值等于定向误差与照准差的差值。文章验证了修正方法的正确性和有效性,规范了坞内航向标定方法,为测量船完成测量任务奠定了基础。
2011, 4(6): 588-593.
摘要:
为了满足高精度相机在外场环境下的检测要求,采用碳化硅光学材料制作反射镜,碳纤/环氧树脂基复合材料制作遮光筒,设计了一套重量轻、自身精度高、温度稳定性好的离轴平行光管。在二者线胀系数保持二倍关系的情况下,在一定温变范围内保持精度的稳定性。经检测,口径为400 mm,焦距为8 m的离轴平行光管的温变为(2010) ℃,系统波像差为1/5(P-V值,=632.8 nm)和1/27(RMS值),达到了设计要求,能够在外场环境下使用。
为了满足高精度相机在外场环境下的检测要求,采用碳化硅光学材料制作反射镜,碳纤/环氧树脂基复合材料制作遮光筒,设计了一套重量轻、自身精度高、温度稳定性好的离轴平行光管。在二者线胀系数保持二倍关系的情况下,在一定温变范围内保持精度的稳定性。经检测,口径为400 mm,焦距为8 m的离轴平行光管的温变为(2010) ℃,系统波像差为1/5(P-V值,=632.8 nm)和1/27(RMS值),达到了设计要求,能够在外场环境下使用。
2011, 4(6): 594-599.
摘要:
研究了一种高倍聚光、高均匀性太阳模拟器,它主要由短弧氙灯、椭球聚光镜、高速快门和积分器构成,辐射功率超过5 kW,辐射峰值超过1 800个太阳常数(标准AM1.5∶1太阳常数=1 kW/m2)。介绍了该模拟器的光学设计,主要工程特点和仿真结果。应用蒙特卡洛光线追迹技术优化几何配置,以使光源到目标面的辐射能量转换效率最大化。仿真结果显示:在直径20 mm的圆形目标区域其平均辐射超过1 000 kW/m2,相应的辐照不均匀度小于6%。利用该装置模拟了高倍聚光太阳系统的辐射特性,为研究高效率太阳能电池的热化学过程和测试先进的高温材料提供了实验平台。
研究了一种高倍聚光、高均匀性太阳模拟器,它主要由短弧氙灯、椭球聚光镜、高速快门和积分器构成,辐射功率超过5 kW,辐射峰值超过1 800个太阳常数(标准AM1.5∶1太阳常数=1 kW/m2)。介绍了该模拟器的光学设计,主要工程特点和仿真结果。应用蒙特卡洛光线追迹技术优化几何配置,以使光源到目标面的辐射能量转换效率最大化。仿真结果显示:在直径20 mm的圆形目标区域其平均辐射超过1 000 kW/m2,相应的辐照不均匀度小于6%。利用该装置模拟了高倍聚光太阳系统的辐射特性,为研究高效率太阳能电池的热化学过程和测试先进的高温材料提供了实验平台。
2011, 4(6): 600-605.
摘要:
针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行了滤波。实验结果表明:采用线性加速度计能够在不影响陀螺带宽的前提下将压电陀螺的随机游走噪声水平由原有的0.005()s-1/ Hz 降低到0.001 25()s-1/ Hz ,提高了光电平台的稳定精度。
针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行了滤波。实验结果表明:采用线性加速度计能够在不影响陀螺带宽的前提下将压电陀螺的随机游走噪声水平由原有的0.005()s-1/ Hz 降低到0.001 25()s-1/ Hz ,提高了光电平台的稳定精度。
2011, 4(6): 606-610.
摘要:
为使车载稳定平台在动态载荷状态下满足系统精度要求,对车载光电稳定平台外框架进行了优化设计。介绍了外框架材料的选择原则与外框架的结构形式;运用UG软件对外框架进行三维建模;采用理论分析与有限元计算相结合的手段,对外框架结构进行了分析与设计;并基于MSC软件进行了仿真校核。结果表明:本文设计的外框架能在满足刚度强度的前提下实现较小的转动惯量,静力状态下的最大变形量为2.6 m,满足使用要求。
为使车载稳定平台在动态载荷状态下满足系统精度要求,对车载光电稳定平台外框架进行了优化设计。介绍了外框架材料的选择原则与外框架的结构形式;运用UG软件对外框架进行三维建模;采用理论分析与有限元计算相结合的手段,对外框架结构进行了分析与设计;并基于MSC软件进行了仿真校核。结果表明:本文设计的外框架能在满足刚度强度的前提下实现较小的转动惯量,静力状态下的最大变形量为2.6 m,满足使用要求。
2011, 4(6): 611-616.
摘要:
为了解决高速CCD成像电路串扰问题,分析了产生串扰的原因,建立了CCD成像电路的串扰模型,提出了有效的抗串扰技术。对多通道的CCD视频信号采用带状线而非微带线并使用防护布线进行隔离。对多通道的电源供电进行了隔离,设计并采取有效的去耦电容布线方法,降低了寄生电感,避免了由电源公共阻抗引起的串扰。采用统一的地平面,对模拟电路和数字电路进行分区布局,避免了地弹对信号的影响。针对一个串扰较严重的CCD成像电路进行了实验,结果表明:采取上述抗串扰技术后,通道隔离度大于60 dB,有效降低了串扰, 提高了图像质量。
为了解决高速CCD成像电路串扰问题,分析了产生串扰的原因,建立了CCD成像电路的串扰模型,提出了有效的抗串扰技术。对多通道的CCD视频信号采用带状线而非微带线并使用防护布线进行隔离。对多通道的电源供电进行了隔离,设计并采取有效的去耦电容布线方法,降低了寄生电感,避免了由电源公共阻抗引起的串扰。采用统一的地平面,对模拟电路和数字电路进行分区布局,避免了地弹对信号的影响。针对一个串扰较严重的CCD成像电路进行了实验,结果表明:采取上述抗串扰技术后,通道隔离度大于60 dB,有效降低了串扰, 提高了图像质量。
2011, 4(6): 617-621.
摘要:
分析了装配误差引起的相位板倾斜对波前编码系统的影响,通过坐标变换推导了相应条件下的广义光瞳函数。结果表明:倾斜因子对系统的相位板系数具有放大效果,其随倾斜角绝对值的增大而增大,而与倾斜角的正负无关。相位板倾斜会放大系统点扩散函数包络面的两条直角边,相应地降低其光学传递函数值。在子午倾斜的条件下,子午方向的相位板系数放大效果大于弧矢方向,从而导致点扩散函数包络面在子午方向的放大效果大于弧矢方向,子午方向光学传递函数值的降低效果大于弧矢方向。采用MATLAB以及商用光学软件进行仿真实验,验证了上述结论。
分析了装配误差引起的相位板倾斜对波前编码系统的影响,通过坐标变换推导了相应条件下的广义光瞳函数。结果表明:倾斜因子对系统的相位板系数具有放大效果,其随倾斜角绝对值的增大而增大,而与倾斜角的正负无关。相位板倾斜会放大系统点扩散函数包络面的两条直角边,相应地降低其光学传递函数值。在子午倾斜的条件下,子午方向的相位板系数放大效果大于弧矢方向,从而导致点扩散函数包络面在子午方向的放大效果大于弧矢方向,子午方向光学传递函数值的降低效果大于弧矢方向。采用MATLAB以及商用光学软件进行仿真实验,验证了上述结论。
2011, 4(6): 622-628.
摘要:
为了解决船载光学测量设备日间测星数量偏少的问题,研究了暗小目标电视探测技术,以保证惯导系统全天时不间断航向校准。在视频图像处理中,采用中值滤波方法提高信噪比,同时采用基于模糊理论的最大模糊熵阈值分割方法自行构建隶属度函数,自适应求取阈值,实现了星体目标检测与识别。实验结果表明:在原光学设备光学系统不变的情况下,日间可探测的恒星由大于等于3.0星等、小于等于５颗,提高到了大于等于4.5星等,大于等于250颗,满足了惯导系统全天时不间断航向校准的要求。该成果可以推广应用于电视弱小目标探测领域。
为了解决船载光学测量设备日间测星数量偏少的问题,研究了暗小目标电视探测技术,以保证惯导系统全天时不间断航向校准。在视频图像处理中,采用中值滤波方法提高信噪比,同时采用基于模糊理论的最大模糊熵阈值分割方法自行构建隶属度函数,自适应求取阈值,实现了星体目标检测与识别。实验结果表明:在原光学设备光学系统不变的情况下,日间可探测的恒星由大于等于3.0星等、小于等于５颗,提高到了大于等于4.5星等,大于等于250颗,满足了惯导系统全天时不间断航向校准的要求。该成果可以推广应用于电视弱小目标探测领域。
2011, 4(6): 629-632.
摘要:
条形码技术是一种应用广泛的光电数据输入技术,具有编码、数据识别、数据采集、条码印刷等多项功能。本文简述了条形码技术的原理及其在方志馆编录、典藏、流通环节中的作用。论述了二维码技术的应用对方志馆在馆藏资料自动化管理和方志馆数字化建设方面产生的革命性影响。
条形码技术是一种应用广泛的光电数据输入技术,具有编码、数据识别、数据采集、条码印刷等多项功能。本文简述了条形码技术的原理及其在方志馆编录、典藏、流通环节中的作用。论述了二维码技术的应用对方志馆在馆藏资料自动化管理和方志馆数字化建设方面产生的革命性影响。
2011, 4(6): 633-638.
摘要:
提出了一种双通道交替探测透射和散射的气溶胶浓度检测方法,并设计了相应的检测装置。利用光通过气溶胶后被吸收和散射的作用,采用双光路周期性测量90散射光及透射光光强,消除了光源老化及探测器灵敏度不同对测量结果的影响。选用MSP430单片机作为主控芯片,通过对激光管施加脉冲信号实现对光信号调制,并在探测接收端进行信号的放大及滤波,有效消除了环境因素对测量精度的干扰。采用该测量装置进行了气溶胶测量,结果显示其线性较好,线性相关系数为0.976 5,表明测量系统稳定可靠。
提出了一种双通道交替探测透射和散射的气溶胶浓度检测方法,并设计了相应的检测装置。利用光通过气溶胶后被吸收和散射的作用,采用双光路周期性测量90散射光及透射光光强,消除了光源老化及探测器灵敏度不同对测量结果的影响。选用MSP430单片机作为主控芯片,通过对激光管施加脉冲信号实现对光信号调制,并在探测接收端进行信号的放大及滤波,有效消除了环境因素对测量精度的干扰。采用该测量装置进行了气溶胶测量,结果显示其线性较好,线性相关系数为0.976 5,表明测量系统稳定可靠。
2011, 4(6): 639-647.
摘要:
研究了无线激光通信(FSO)与传统激光通信的区别,编制了一套FSO物理层收发协议。采用现场可编程门阵列(FPGA)完成收发机与外部电路的数据通信,利用先入先出(FIFO)存储器完成收发协议与外部系统的接口。设计的物理层收发协议主要完成发送数据的编码、串行化以及接收数据的解串行化和解码。仿真实验结果表明:设计的收发协议可实现在40 Mbps通信速率下的稳定工作,证明了该收发协议设计的可行性。
研究了无线激光通信(FSO)与传统激光通信的区别,编制了一套FSO物理层收发协议。采用现场可编程门阵列(FPGA)完成收发机与外部电路的数据通信,利用先入先出(FIFO)存储器完成收发协议与外部系统的接口。设计的物理层收发协议主要完成发送数据的编码、串行化以及接收数据的解串行化和解码。仿真实验结果表明:设计的收发协议可实现在40 Mbps通信速率下的稳定工作,证明了该收发协议设计的可行性。
2011, 4(6): 648-653.
摘要:
提出了一种新型光模块消光比补偿方法。该方法首先根据不同温度下驱动芯片上报电流的大小,结合光功率和消光比的计算公式,模拟出激光器光功率随电流及电压的变化曲线。然后根据要求调整激光器调制电流的大小,以保持消光比的稳定。该补偿方式有效地解决了光器件一致性较差的问题,可以将原来斜效率的指标适当放宽10%,从而提高了利用率和成品率,降低了模块生产成本。
提出了一种新型光模块消光比补偿方法。该方法首先根据不同温度下驱动芯片上报电流的大小,结合光功率和消光比的计算公式,模拟出激光器光功率随电流及电压的变化曲线。然后根据要求调整激光器调制电流的大小,以保持消光比的稳定。该补偿方式有效地解决了光器件一致性较差的问题,可以将原来斜效率的指标适当放宽10%,从而提高了利用率和成品率,降低了模块生产成本。
2011, 4(6): 654-659.
摘要:
利用Nd∶KGW激光器,采用光束扫描宽化技术和掩模微缩成像方法研制了用于微打标及微型零件雕刻成形的激光掩模微加工系统。系统采用计算机打印的塑料胶片或液晶作掩模,光束扫描面积为(有效掩模面积)30 mm30 mm。微缩成像系统的缩小倍率分别为8~10倍(f=100 mm透镜)和15~20倍(f=50 mm透镜)。对该系统的加工尺寸和加工精度进行了分析。实验结果表明:系统达到的最小标刻宽度和加工图形精度均为10 m,与分析结果一致。系统的单次加工深度为0.07~0.1 m,最大加工深度为200 m,可满足工业微加工技术的基本要求。
利用Nd∶KGW激光器,采用光束扫描宽化技术和掩模微缩成像方法研制了用于微打标及微型零件雕刻成形的激光掩模微加工系统。系统采用计算机打印的塑料胶片或液晶作掩模,光束扫描面积为(有效掩模面积)30 mm30 mm。微缩成像系统的缩小倍率分别为8~10倍(f=100 mm透镜)和15~20倍(f=50 mm透镜)。对该系统的加工尺寸和加工精度进行了分析。实验结果表明:系统达到的最小标刻宽度和加工图形精度均为10 m,与分析结果一致。系统的单次加工深度为0.07~0.1 m,最大加工深度为200 m,可满足工业微加工技术的基本要求。
2011, 4(6): 660-666.
摘要:
采用水平区熔法生长了碲(Te)掺杂浓度(质量百分比)分别为0.05%,0.1%,0.5%,1%,2%的硒化镓(GaSe)晶体,并分别对掺杂浓度为0.01%,0.07%,0.38%,0.67%,2.07%的GaSe∶Te晶体的光学性能进行了表征。首次研究了GaSe∶Te晶体中刚性层声子模式的转换。吸收光谱测试结果表明:当Te掺杂浓度小于0.38%时,振动中心位于0.59 THz附近的E'(2)刚性模式吸收峰强度可达最大值,这一过程与GaSe∶Te晶体光学性能的提高密切相关。但Te掺杂浓度的进一步提高会导致E'(2)刚性模式吸收峰强度逐渐减弱,当Te掺杂浓度为1%时,E'(2)刚性模式吸收峰基本消失。这两个过程与GaSe∶Te晶体光学质量的下降密切相关。因此,E'(2)刚性模式吸收强度达到最高时对应的掺杂浓度即是GaSe∶Te晶体中Te的最佳掺杂浓度,光整流产生太赫兹过程证实了此结论的正确性。
采用水平区熔法生长了碲(Te)掺杂浓度(质量百分比)分别为0.05%,0.1%,0.5%,1%,2%的硒化镓(GaSe)晶体,并分别对掺杂浓度为0.01%,0.07%,0.38%,0.67%,2.07%的GaSe∶Te晶体的光学性能进行了表征。首次研究了GaSe∶Te晶体中刚性层声子模式的转换。吸收光谱测试结果表明:当Te掺杂浓度小于0.38%时,振动中心位于0.59 THz附近的E'(2)刚性模式吸收峰强度可达最大值,这一过程与GaSe∶Te晶体光学性能的提高密切相关。但Te掺杂浓度的进一步提高会导致E'(2)刚性模式吸收峰强度逐渐减弱,当Te掺杂浓度为1%时,E'(2)刚性模式吸收峰基本消失。这两个过程与GaSe∶Te晶体光学质量的下降密切相关。因此,E'(2)刚性模式吸收强度达到最高时对应的掺杂浓度即是GaSe∶Te晶体中Te的最佳掺杂浓度,光整流产生太赫兹过程证实了此结论的正确性。
2011, 4(6): 667-671.
摘要:
以稀土硝酸盐和尿素(摩尔分数为1∶3)为原料,采用低温燃烧法在点火温度为600 ℃,热处理温度为1 100 ℃,热处理时间为1 h条件下制备了Yb3+∶Y2O3超细粉体。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪(FS)对粉体进行了表征。研究了点火温度、燃料用量和热处理温度对粉体性能的影响。实验结果表明:所制备的Yb3+∶Y2O3超细粉体的粒径为15~30 nm,颗粒分散性较好,无明显团聚,且粉体的发光性能良好,发射峰位于976,1 030和1 075 nm,适合于制备Yb3+∶Y2O3透明陶瓷。
以稀土硝酸盐和尿素(摩尔分数为1∶3)为原料,采用低温燃烧法在点火温度为600 ℃,热处理温度为1 100 ℃,热处理时间为1 h条件下制备了Yb3+∶Y2O3超细粉体。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪(FS)对粉体进行了表征。研究了点火温度、燃料用量和热处理温度对粉体性能的影响。实验结果表明:所制备的Yb3+∶Y2O3超细粉体的粒径为15~30 nm,颗粒分散性较好,无明显团聚,且粉体的发光性能良好,发射峰位于976,1 030和1 075 nm,适合于制备Yb3+∶Y2O3透明陶瓷。
2011, 4(6): 672-677.
摘要:
采用高温熔融法制备了Yb3+/Er3+掺杂的氟氧化物发光微晶玻璃,确定了最佳熔化温度(1 100 ℃)和退火温度(440 ℃,480 ℃)。测定得到基质玻璃的透过率为85%,掺入稀土后,透过率有所下降,并出现了稀土离子的特征吸收峰。980 nm半导体激光器(LD)激发下样品的上转换发射光谱存在4个明显的发射峰,分别为410,532,546和656 nm,对应于2H9/24I15/2,2H11/24I15/2,4S3/24I15/2和4F9/24I15/2跃迁。研究了不同Yb3+/Er3+(摩尔分数)和Er3+浓度对上转换发光强度的影响,当Yb3+∶Er3+=4∶1、 Er3+摩尔分数为1.5%时,上转换发光强度达到最高。根据发光强度与泵浦功率之间的关系,确定了上转换发射均为双光子过程。讨论了Yb3+,Er3+离子间的能量传递,建立了上转换发光机制。
采用高温熔融法制备了Yb3+/Er3+掺杂的氟氧化物发光微晶玻璃,确定了最佳熔化温度(1 100 ℃)和退火温度(440 ℃,480 ℃)。测定得到基质玻璃的透过率为85%,掺入稀土后,透过率有所下降,并出现了稀土离子的特征吸收峰。980 nm半导体激光器(LD)激发下样品的上转换发射光谱存在4个明显的发射峰,分别为410,532,546和656 nm,对应于2H9/24I15/2,2H11/24I15/2,4S3/24I15/2和4F9/24I15/2跃迁。研究了不同Yb3+/Er3+(摩尔分数)和Er3+浓度对上转换发光强度的影响,当Yb3+∶Er3+=4∶1、 Er3+摩尔分数为1.5%时,上转换发光强度达到最高。根据发光强度与泵浦功率之间的关系,确定了上转换发射均为双光子过程。讨论了Yb3+,Er3+离子间的能量传递,建立了上转换发光机制。
