项目申请人首次在Ce:Lu2Si2O7和 Ce:Gd2SiO5晶体中发现了Ce3+离子的多光子吸收上转换发光现象,在800 nm飞秒激光激发下, Ce3+:Lu2Si2O7和Ce3+:Gd2SiO5晶体中均产生了强烈紫外波段上转换荧光,而且发射荧光具有与紫外267 nm单色光激发相同的发射光谱。研究表明在Ce3+:Lu2Si2O7和Ce3+:Gd2SiO5晶体中飞秒激光激发产生的395nm和 440 nm发射带均是由晶体中Ce3+离子5d电子最低能级到自旋轨道耦合分裂的2F5/2 和 2F7/2 态跃迁产生。通过单光子吸收和激发光谱研究了上转换发光的机制,分析表明同步三光子吸收是这两种晶体中上转换发光的主导机制。利用密度相关透射测量计算出Ce3+:Lu2Si2O7晶体的三光子吸收截面为σ'3=2.44×10-77 cm6s2。本项开展研究不仅对于探索飞秒激光脉冲与材料相互作用产生上转换发光的机理具有重要的科学意义,而且在固态有色显示、高密度光存储、高速度光通讯和荧光成像等领域具有潜在的应用价值。
英文主题词upconversion;luminescence; multiphoton;femtosecond laser;single crystals;