RU2700069C1 - Anti-stokes luminophore for imaging infrared laser radiation - Google Patents
Anti-stokes luminophore for imaging infrared laser radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700069C1 RU2700069C1 RU2018128255A RU2018128255A RU2700069C1 RU 2700069 C1 RU2700069 C1 RU 2700069C1 RU 2018128255 A RU2018128255 A RU 2018128255A RU 2018128255 A RU2018128255 A RU 2018128255A RU 2700069 C1 RU2700069 C1 RU 2700069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stokes
- luminophore
- phosphor
- laser radiation
- infrared laser
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title abstract 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims abstract description 8
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical group [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 16
- XPIIDKFHGDPTIY-UHFFFAOYSA-N F.F.F.P Chemical compound F.F.F.P XPIIDKFHGDPTIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- -1 rare-earth oxysulfides Chemical class 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011000 absolute method Methods 0.000 description 1
- XTKDAFGWCDAMPY-UHFFFAOYSA-N azaperone Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(=O)CCCN1CCN(C=2N=CC=CC=2)CC1 XTKDAFGWCDAMPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/55—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing beryllium, magnesium, alkali metals or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7704—Halogenides
- C09K11/7705—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7767—Chalcogenides
- C09K11/7769—Oxides
- C09K11/7771—Oxysulfides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к лазерной технике, в частности к материалам для визуализации полей лазерного излучения, и может быть использовано при юстировке лазерных систем, анализе распределения интенсивности излучения в лазерном пучке, а также для защиты денежных знаков и ценных бумаг.The invention relates to laser technology, in particular to materials for visualizing laser radiation fields, and can be used in aligning laser systems, analyzing the distribution of radiation intensity in a laser beam, and also for protecting banknotes and securities.
Среди промышленных материалов известен антистоксовый люминофор на основе оксисульфида Y (иттрия), La (лантана), Gd (гадолиния), Lu (лютеция), активированный ионами Но3+ (гольмия) и сенсибилизированный ионами Yb3+ (иттербия), химический состав которого описывается следующей обобщенной химической формулой: (SE1-x-y)2O2S:YbxHoy, где SE - Y, La, Gd, Lu, 0,01<х<0,8; 0,0001<у<0,1 (ЕР 1896551, МПК C09K 1/77, опубл. 10.12.2008).Among industrial materials, the anti-Stokes phosphor based on Y (yttrium), La (lanthanum), La (lanthanum), Gd (gadolinium), Lu (lutetium) activated ions, activated by Ho 3+ ions (holmium) and sensitized by Yb 3+ ions (ytterbium), whose chemical composition is known is described by the following generalized chemical formula: (SE 1-xy ) 2 O 2 S: Yb x Ho y , where SE is Y, La, Gd, Lu, 0.01 <x <0.8; 0.0001 <y <0.1 (EP 1896551, IPC C09K 1/77, publ. 10.12.2008).
Основным недостатком антистоксового люминофора для использования в качестве визуализаторов является малый спектральный интервал инфракрасного лазерного излучения (0,94-0,98 мкм), преобразуемого в видимое излечение.The main disadvantage of the anti-Stokes phosphor for use as visualizers is the small spectral range of infrared laser radiation (0.94-0.98 μm), which is converted into a visible cure.
Известна шихта для получения антистоксового люминофора на основе оксидов Y, Zn (цинка), Ва2+ (углекислого бария), включающая оксиды Y, Zn, Yb3+, Er3+ (эрбия), Ва2+, дополнительно содержащие в качестве минерализаторов ВаС12 (хлорид бария) и BaF2 (фторид бария) в соотношении 1:1 в количестве 3-7 мас. % от массы шихты (RU 2015147841, МПК С09К 11/00, опубл. 11.05.2017).A known mixture for producing anti-Stokes phosphor based on the oxides Y, Zn (zinc), Ba 2+ (barium carbonate), including oxides Y, Zn, Yb 3+ , Er 3+ (erbium), Ba 2+ , additionally containing as mineralizers BaCl 2 (barium chloride) and BaF 2 (barium fluoride) in a ratio of 1: 1 in an amount of 3-7 wt. % of the mass of the charge (RU 2015147841, IPC S09K 11/00, publ. 11.05.2017).
Также известен люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов редкоземельных элементов, активированный ионами Но3+ и сенсибилизированный ионами Yb3+, имеющий химический состав, Also known is a phosphor of the complex principle of action based on rare-earth oxysulfides activated by Ho 3+ ions and sensitized by Yb 3+ ions, which has a chemical composition,
соответствующий следующей эмпирической формуле: (Ln1-x-y-d-cYbxHoyMe1 dMe2 c)2O2S, где Ln - по крайней мере один из Y3+, La3+, Gd3+; Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы - Са2+ (кальций), Sr2+ (стронций), Ва2+ (барий); Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+ (титан), Zr4+ (цирконий), Si4+ (кремний)) или V (Nb5+ (ниобий), Та5+ (тантал)) групп Периодической системы; 0,01≤х≤0,2; 0,0005≤у≤0,01; 0,01≤d≤0,1; 0,005≤с≤0,05 (RU 2614688, МПК С09К 11/84, опубл. 28.03.2017).corresponding to the following empirical formula: (Ln 1-xydc Yb x Ho y Me 1 d Me 2 c ) 2 O 2 S, where Ln is at least one of Y 3+ , La 3+ , Gd 3+ ; Me 1 - one of the ions of the elements of group II of the Periodic system - Ca 2+ (calcium), Sr 2+ (strontium), Ba 2+ (barium); Me 2 is one of the ions of elements IV (Ti 4+ (titanium), Zr 4+ (zirconium), Si 4+ (silicon)) or V (Nb 5+ (niobium), Ta 5+ (tantalum)) of the Periodic Table ; 0.01 х x 0 0.2; 0,0005≤y≤0.01; 0.01 d d 0 0.1; 0.005≤s≤0.05 (RU 2614688, IPC С09К 11/84, publ. 03/28/2017).
Недостатками известных люминофоров является ограниченный спектральный диапазон преобразования инфракрасного лазерного излучения в люминесценцию видимого диапазона длин волн.The disadvantages of the known phosphors is the limited spectral range of conversion of infrared laser radiation into the luminescence of the visible wavelength range.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является антистоксовый люминофор зеленого цвета свечения на основе оксисульфида Y, активированный ионами Er3+ и сенсибилизированный ионами иттербия Yb3+, имеющий химическую формулу Y2O2S:Yb, Er. Люминофор разработан ООО НПФ «ЛЮМ», выпускается промышленностью с 1982 г. под маркой Ф(а)СД-546-2 (Манаширов О.Я. и др. Состояние и перспективы разработок антистоксовых люминофоров для визуализаторов ИК излучения из области 0,8-13 мкм. // РАН. Неорганические материалы. 1993. Т. 29. №10. С. 1322-1325).The closest technical solution to the claimed invention is a green anti-Stokes phosphor based on oxysulfide Y, activated by Er 3+ ions and sensitized by ytterbium ions Yb 3+ , having the chemical formula Y 2 O 2 S: Yb, Er. The phosphor was developed by NPF LUM LLC, and has been manufactured by the industry since 1982 under the brand name Ф (а) СД-546-2 (Manashirov O.Ya. et al. Status and prospects of development of anti-Stokes phosphors for infrared visualizers from 0.8- 13 microns. // RAS. Inorganic materials. 1993. V. 29. No. 10. S. 1322-1325).
Благодаря высокому качеству известный антистоксовый люминофор зеленого цвета свечения до настоящего времени широко используется в России и за рубежом в различных областях техники. Люминофор имеет достаточно высокую энергетическую эффективность преобразования инфракрасного излучения в диапазоне 780-1600 нм в видимое свечение и обладает необходимыми для практического применения технологическими, эксплуатационными и химическими параметрами. Недостатком известного решения является невозможность визуализации инфракрасного излучения в спектральном диапазоне выше 1600 нм.Due to its high quality, the well-known anti-Stokes phosphor of green color is still widely used in Russia and abroad in various fields of technology. The phosphor has a sufficiently high energy efficiency for converting infrared radiation in the range of 780-1600 nm into a visible glow and has the necessary technological, operational and chemical parameters for practical use. A disadvantage of the known solution is the inability to visualize infrared radiation in the spectral range above 1600 nm.
Технический результат заключается в создании антистоксового люминофора, способного безынерционно визуализировать инфракрасное The technical result consists in the creation of anti-Stokes phosphor capable of inertialess visualization of infrared
излучение в широком спектральном диапазоне длин волн инфракрасного излучения 780-1650 нм и 1850-2150 нм при высокой разрешающей способности.radiation in a wide spectral range of wavelengths of infrared radiation of 780-1650 nm and 1850-2150 nm with high resolution.
Указанный технический результат достигается за счет явления взаимодействия возбужденных ионов Yb3+, Er3+ в антистоксовом люминофоре марки Ф(а)СД-546-2 и ионов Но3+ во фторидном люминофоре со структурой флюорита, легированного ионами Но3+, состав которого отвечает следующей формуле:The indicated technical result is achieved due to the phenomenon of interaction of excited Yb 3+ , Er 3+ ions in the anti-Stokes phosphor of brand Ф (а) СД-546-2 and Ho 3+ ions in a fluoride phosphor with a fluorite structure doped with Ho 3+ ions, whose composition corresponds to the following formula:
M1-xHoxF2+x,M 1-x Ho x F 2 + x ,
где М выбирают из группы, состоящей из Sr, Са, Ва, взятые порознь или совместно, и где значения индексов х элементов, входящих в состав соединения, удовлетворяют условию 0,01≤х≤0,90, для визуализации лазерного излучения в диапазоне длин волн 780-1650 нм и 1850-2150 нм в видимый диапазон.where M is selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba, taken separately or together, and where the values of the indices x of the elements that make up the compound satisfy the condition 0.01≤x≤0.90, to visualize laser radiation in the range of lengths waves of 780-1650 nm and 1850-2150 nm in the visible range.
Сущность изобретения заключается в том, что антистоксовый люминофор для визуализации инфракрасного лазерного излучения, полученный смешиванием порошков антистоксового люминофора марки Ф(а)СД-546-2 и фторидного люминофора со структурой флюорита, легированного ионами Но3+, состав которого отвечает следующей формуле:The essence of the invention lies in the fact that the anti-Stokes phosphor for visualizing infrared laser radiation obtained by mixing powders of an anti-Stokes phosphor brand F (a) SD-546-2 and a fluoride phosphor with a fluorite structure doped with But 3+ ions, the composition of which corresponds to the following formula:
M1-xHoxF2+x,M 1-x Ho x F 2 + x ,
где М выбирают из группы, состоящей из Sr, Са, Ва, взятые порознь или совместно, и где значения индексов х элементов, входящих в состав соединения, удовлетворяют условию 0,01≤х≤0,90, преобразовывает инфракрасное лазерное излучение в спектральном диапазоне длин волн 780-1650 нм и 1850-2150 нм в люминесценцию видимого диапазона длин волн.where M is selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba, taken separately or together, and where the values of the indices x of the elements that make up the compound satisfy the condition 0.01≤x≤0.90, converts infrared laser radiation in the spectral range wavelengths of 780-1650 nm and 1850-2150 nm in the luminescence of the visible range of wavelengths.
В табл. 1 представлены светотехнические характеристики антистоксового люминофора. На фиг. 1 показан спектр люминесценции антистоксового люминофора в видимом спектральном диапазоне при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 972 нм, на фиг. 2 - спектр люминесценции антистоксового люминофора при возбуждении In the table. 1 presents the lighting characteristics of anti-Stokes phosphor. In FIG. 1 shows the luminescence spectrum of the anti-Stokes phosphor in the visible spectral range when excited by laser radiation with a wavelength of 972 nm, FIG. 2 - luminescence spectrum of anti-Stokes phosphor upon excitation
лазерным излучением с длиной волны 1532 нм, на фиг. 3 - спектр люминесценции антистоксового люминофора при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 1912 нм.laser radiation with a wavelength of 1532 nm, in FIG. 3 - luminescence spectrum of anti-Stokes phosphor when excited by laser radiation with a wavelength of 1912 nm.
Для приготовления антистоксового люминофора используют следующие материалы:The following materials are used to prepare the anti-Stokes phosphor:
- Антистоксовый люминофор марки Ф(а)СД-546-2 производства ЗАО «НПФ «Люминофор» (г. Ставрополь, Россия). Основные характеристики: средний размер частиц 10-15 мкм, область эффективного возбуждения 0,94-1,65 мкм.- Anti-Stokes phosphor of brand F (a) SD-546-2 produced by CJSC NPF Luminofor (Stavropol, Russia). Main characteristics: average particle size 10-15 microns, effective excitation region 0.94-1.65 microns.
- Фторидный порошок со структурой флюорита, легированный ионами Но3+, разработанный ООО «ФотонТехСистем» (г. Саранск, Россия). Основные характеристики: средний размер частиц 0,14 мкм, область эффективного возбуждения 1,8-2,15 мкм.- Fluoride powder with a fluorite structure doped with But 3+ ions, developed by PhotonTechSystem LLC (Saransk, Russia). Main characteristics: average particle size of 0.14 microns, effective excitation region of 1.8-2.15 microns.
Заявленное изобретение поясняется следующим примером.The claimed invention is illustrated by the following example.
Пример. Для приготовления антистоксового люминофора используют порошки антистоксового люминофора марки Ф(а)СД-546-2 и фторидного люминофора со структурой флюорита, легированного ионами Но3+, взятые в соотношении х:у, где х: 1≤х≤99; у=100-х, которые затем перемешивают.Example. To prepare the anti-Stokes phosphor, powders of the anti-Stokes phosphor of brand F (a) SD-546-2 and a fluoride phosphor with a fluorite structure doped with But 3+ ions taken in the ratio x: y are used, where x: 1≤x≤99; y = 100s, which are then mixed.
Спектральный диапазон работы антистоксового люминофора определяют с помощью спектров отражения люминофора, зарегистрированных на сканирующем двулучевом спектрофотометре Perkin Elmer Lambda 950 и с помощью возбуждения полученного антистоксового люминофора инфракрасными лазерными источниками излучения на длинах волн 800 нм, 900 нм, 972 нм, 1064 нм, 1460 нм, 1532 нм, 1857 нм, 1912 нм, 1940 нм и 2064 нм.The spectral range of operation of the anti-Stokes phosphor is determined using the reflection spectra of the phosphor recorded on a Perkin Elmer Lambda 950 scanning two-beam spectrophotometer and by excitation of the obtained anti-Stokes phosphor with infrared laser radiation sources at wavelengths of 800 nm, 900 nm, 972 nm, 1064 nm, 1460 nm, 1532 nm, 1857 nm, 1912 nm, 1940 nm and 2064 nm.
Квантовый выход люминесценции определяют с помощью абсолютного метода измерения квантового выхода. Для реализации этой методики собрана установка, состоящая из интегрирующей сферы OL IS-670-LED, спектрорадиометра OL-770 UV/VIS и спектрометра М833 (Solar LS).The quantum yield of luminescence is determined using the absolute method of measuring the quantum yield. To implement this technique, an assembly has been assembled consisting of the integrating sphere OL IS-670-LED, spectroradiometer OL-770 UV / VIS and spectrometer M833 (Solar LS).
Чувствительность люминофора определяют как минимальная плотность мощности падающего излучения лазера при которой еще наблюдается свечение люминофора в видимом диапазоне длин волн. Чувствительность визуализатора зависит от длины волны падающего излучения.The sensitivity of the phosphor is defined as the minimum power density of the incident laser radiation at which luminescence of the phosphor is still observed in the visible wavelength range. The sensitivity of the visualizer depends on the wavelength of the incident radiation.
Порог разрушения определяют с помощью визуальной фиксации разрушения люминофора. Люминофор облучают лазерным излучением на длинах волн 800 нм, 972 нм, 1460 нм, 1532 нм и 1912 нм. Начиная с определенного значения плотности мощности падающего излучения, образец начинает разрушаться и появляются продукты горения. Данное значение плотности мощности возбуждения принимают за порог разрушения люминофора. Мощность лазерного излучения измеряют с помощью измерителя мощности 11 PMK-30Н-Н5.The destruction threshold is determined using visual fixation of the destruction of the phosphor. The phosphor is irradiated with laser radiation at wavelengths of 800 nm, 972 nm, 1460 nm, 1532 nm and 1912 nm. Starting from a certain value of the power density of the incident radiation, the sample begins to collapse and combustion products appear. This value of the excitation power density is taken as the threshold for the destruction of the phosphor. The laser radiation power is measured using a power meter 11 PMK-30N-H5.
Из анализа данных, представленных в табл. 1 следует, что при облучении антистоксового люминофора инфракрасным излучением в спектральном диапазоне длин волн 780-1650 нм и 1850-2150 нм он обладает интенсивной люминесценцией видимого диапазона спектра (фиг. 1-3).From the analysis of the data presented in table. 1 it follows that when the anti-Stokes phosphor is irradiated with infrared radiation in the spectral range of wavelengths of 780-1650 nm and 1850-2150 nm, it has intense luminescence in the visible range of the spectrum (Fig. 1-3).
При проведении испытаний выявлено, что соотношение порошков люминофоров, используемых в изобретении, незначительно влияет на квантовый выход люминесценции во всем спектральном диапазоне работы визуализатора, что связано с высокой эффективностью преобразования инфракрасного лазерного излучения в видимое свечение исходными люминофорами.During testing, it was found that the ratio of the phosphor powders used in the invention slightly affects the quantum yield of luminescence in the entire spectral range of the visualizer, which is associated with the high efficiency of the conversion of infrared laser radiation into a visible glow by the original phosphors.
По сравнению с известным антистоксовым люминофором заявленное решение позволяет безынерционно визуализировать инфракрасное излучение в широком диапазоне длин волн инфракрасного излучения 780-1650 нм и 1850-2150 нм при высоком контрасте наблюдаемой картины распределения инфракрасного излучения и высокой разрешающей способности.Compared with the known anti-Stokes phosphor, the claimed solution allows inertialess visualization of infrared radiation in a wide range of infrared wavelengths of 780-1650 nm and 1850-2150 nm with a high contrast of the observed pattern of distribution of infrared radiation and high resolution.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128255A RU2700069C1 (en) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | Anti-stokes luminophore for imaging infrared laser radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128255A RU2700069C1 (en) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | Anti-stokes luminophore for imaging infrared laser radiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700069C1 true RU2700069C1 (en) | 2019-09-12 |
Family
ID=67990002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018128255A RU2700069C1 (en) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | Anti-stokes luminophore for imaging infrared laser radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700069C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786426C1 (en) * | 2022-06-03 | 2022-12-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Anti-stokes polymer material for infrared laser imaging |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3397316A (en) * | 1963-10-22 | 1968-08-13 | Aviation Uk | Optical frequency-changing devices and materials for use therein |
| US3541022A (en) * | 1968-03-28 | 1970-11-17 | Gen Electric | Infrared excitable ytterbium sensitized erbium activated rare earth oxysulfide luminescent material |
| WO1998039392A1 (en) * | 1997-03-05 | 1998-09-11 | Riedel-De Haen Gmbh | Non-green anti-stokes luminescent substance |
| WO2007003531A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Bundesdruckerei Gmbh | Holmium-doped anti-stokes luminescent materials and security features with these luminescent materials |
| US20070044679A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Petrik Viktor I | White-fluorescent anti-stokes compositions and methods |
| RU2390535C2 (en) * | 2008-03-07 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ" | Infrared luminophor based on yttrium oxysulphide |
| RU2549561C1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева | Method of rendering two-micron laser radiation into visible light |
| RU2614688C2 (en) * | 2015-05-18 | 2017-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ" | COMPLEX ACTING PHOSPHOR BASED ON RARE EARTH ELEMENTS OXYSULFIDE ACTIVATED BY Ho3+ AND Yb3+ IONS |
| RU2015147841A (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-производственная фирма "Люминофор" | The mixture for producing anti-Stokes phosphor based on yttrium, zinc, barium carbon oxides |
-
2018
- 2018-08-01 RU RU2018128255A patent/RU2700069C1/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3397316A (en) * | 1963-10-22 | 1968-08-13 | Aviation Uk | Optical frequency-changing devices and materials for use therein |
| US3541022A (en) * | 1968-03-28 | 1970-11-17 | Gen Electric | Infrared excitable ytterbium sensitized erbium activated rare earth oxysulfide luminescent material |
| WO1998039392A1 (en) * | 1997-03-05 | 1998-09-11 | Riedel-De Haen Gmbh | Non-green anti-stokes luminescent substance |
| WO2007003531A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Bundesdruckerei Gmbh | Holmium-doped anti-stokes luminescent materials and security features with these luminescent materials |
| US20070044679A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Petrik Viktor I | White-fluorescent anti-stokes compositions and methods |
| RU2390535C2 (en) * | 2008-03-07 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ" | Infrared luminophor based on yttrium oxysulphide |
| RU2549561C1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева | Method of rendering two-micron laser radiation into visible light |
| RU2614688C2 (en) * | 2015-05-18 | 2017-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ" | COMPLEX ACTING PHOSPHOR BASED ON RARE EARTH ELEMENTS OXYSULFIDE ACTIVATED BY Ho3+ AND Yb3+ IONS |
| RU2015147841A (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-производственная фирма "Люминофор" | The mixture for producing anti-Stokes phosphor based on yttrium, zinc, barium carbon oxides |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786426C1 (en) * | 2022-06-03 | 2022-12-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Anti-stokes polymer material for infrared laser imaging |
| RU2838172C1 (en) * | 2023-12-17 | 2025-04-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" (ННГУ) | Method of producing luminophore for high-power infrared radiation visualizers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lovisa et al. | Photoluminescent properties of ZrO2: Tm3+, Tb3+, Eu3+ powders—a combined experimental and theoretical study | |
| Xiong et al. | Visible to near-infrared persistent luminescence from Tm 3+-doped two-dimensional layered perovskite Sr 2 SnO 4 | |
| DE69002470T2 (en) | Reproduction of X-ray images with photostimulable phosphor. | |
| DE1952812A1 (en) | Lanthanum and gadolinium oxyhalide phosphors and their uses | |
| Lyapin et al. | Infrared-to-visible upconversion luminescence in SrF2: Er powders upon excitation of the 4I13/2 level | |
| Nakauchi et al. | Optical and scintillation properties of Nd-doped SrAl2O4 crystals | |
| US20190071600A1 (en) | Phosphor | |
| Madkhli et al. | Characterization, room and low temperature photoluminescence of yttrium aluminium borate activated with Sm3+ ions | |
| DE69205936T2 (en) | Radiation image storage and method for reproduction. | |
| Bispo et al. | Luminescence in undoped CaYAl3O7 produced via the Pechini method | |
| JP6693942B2 (en) | Phosphor | |
| Vega et al. | Up-conversion photoluminescence of BaTiO3 doped with Er3+ under excitation at 1500 nm | |
| Zhang et al. | Bright upconversion luminescence performance of Yb3+/Tm3+/Gd3+/Er3+ doped AWO4 (A= Sr or Ca) phosphor for optical temperature sensor | |
| Silva et al. | Exploring the luminescence properties and dosimetric characteristics of CaSO4: Tb, CaSO4: Mn, and CaSO4: Mn, Tb phosphors synthesized by slow evaporation route | |
| RU2700069C1 (en) | Anti-stokes luminophore for imaging infrared laser radiation | |
| Avram et al. | Time-gated down-/up-conversion emission of Ho–CeO2 and Ho, Yb–CeO2 nanoparticles | |
| Barbosa et al. | The influence of Eu3+ doping on the optical and structural properties of the Ge2Y2O7 crystalline phase through a soft chemical process | |
| Nishikawa et al. | Radio-photoluminescence Properties of Sm-doped HfO2–Al2O3–SiO2 Glass Ceramics | |
| Valiev et al. | High concentration Eu3+ doped yttria-stabilized zirconia ceramics | |
| JPH02110188A (en) | Preparation of x-ray image by using phosphor which can be stimulated by light | |
| JP6249477B2 (en) | Stress luminescent material, stress luminescent material, and method of manufacturing stress luminescent material | |
| RU2786426C1 (en) | Anti-stokes polymer material for infrared laser imaging | |
| Lin et al. | VRBE and HRBE schemes of lanthanides: design of dual-luminescence-center long persistent luminescence phosphors with Pr 3+ or/and Tb 3+ doping in Mg 3 Y 2 Ge 3 O 12 garnet with high storage capacity for anti-counterfeiting, information storage, and X-ray imaging | |
| Lilge et al. | Investigating intrinsic and extrinsic defects in an inorganic hybrid system (BaTiO3–CaF2) via vacuum ultraviolet-excited low-temperature luminescence | |
| Schlapp et al. | Photo-stimulated luminescence of calcium co-doped BaFBr: Eu2+ x-ray storage phosphors |