光谱学与光谱分析
光譜學與光譜分析
광보학여광보분석
Spectroscopy and Spectral Analysis
2015年
9期
2483-2486
,共4页
杨先衡%冯国英%易家玉%王树同%周寿桓
楊先衡%馮國英%易傢玉%王樹同%週壽桓
양선형%풍국영%역가옥%왕수동%주수환
脉冲激光沉积%结构形貌%光致发光谱
脈遲激光沉積%結構形貌%光緻髮光譜
맥충격광침적%결구형모%광치발광보
Pulsed laser deposition%Morphology%Photoluminescence spectra
采用脉冲激光沉积（PLD）技术在 Si（100）衬底上生长了 Nd∶YAG 薄膜以及 Nd∶Glass 薄膜，利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、光学掺量振荡器（OPO）以及光栅光谱仪等测试装置分析了薄膜的表面和断面结构形貌、组成成分、光学吸收谱以及光致发光谱。结果表明：在室温衬底温度下生长的 Nd∶YAG 薄膜以及 Nd∶Glass 薄膜均呈无规则非定型结构，没有明显的取向性微晶生长；PLD 生长的 Nd∶YAG 薄膜中存在0．15 at．％化学计量比的 Nd 元素；Nd∶YAG 块体靶材在750和808 nm 有两个明显的吸收峰，而薄膜没有明显的吸收峰；Nd∶YAG 薄膜在808 nm 波长泵浦光下没有明显的光致发光谱峰，而 Nd∶Glass 薄膜在877和1064 nm 波长处有明显的光致发光谱峰。说明在室温衬底温度下生长的 Nd∶Glass 薄膜中 Nd 元素以 Nd3＋光学活性离子形式掺杂进玻璃基质中，而 Nd∶YAG 薄膜中的 Nd 元素没有以 Nd3＋光学活性离子形式掺杂进 YAG 基质中。
採用脈遲激光沉積（PLD）技術在 Si（100）襯底上生長瞭 Nd∶YAG 薄膜以及 Nd∶Glass 薄膜，利用掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜儀（EDS）、傅裏葉變換紅外光譜儀（FTIR）、光學摻量振盪器（OPO）以及光柵光譜儀等測試裝置分析瞭薄膜的錶麵和斷麵結構形貌、組成成分、光學吸收譜以及光緻髮光譜。結果錶明：在室溫襯底溫度下生長的 Nd∶YAG 薄膜以及 Nd∶Glass 薄膜均呈無規則非定型結構，沒有明顯的取嚮性微晶生長；PLD 生長的 Nd∶YAG 薄膜中存在0．15 at．％化學計量比的 Nd 元素；Nd∶YAG 塊體靶材在750和808 nm 有兩箇明顯的吸收峰，而薄膜沒有明顯的吸收峰；Nd∶YAG 薄膜在808 nm 波長泵浦光下沒有明顯的光緻髮光譜峰，而 Nd∶Glass 薄膜在877和1064 nm 波長處有明顯的光緻髮光譜峰。說明在室溫襯底溫度下生長的 Nd∶Glass 薄膜中 Nd 元素以 Nd3＋光學活性離子形式摻雜進玻璃基質中，而 Nd∶YAG 薄膜中的 Nd 元素沒有以 Nd3＋光學活性離子形式摻雜進 YAG 基質中。
채용맥충격광침적（PLD）기술재 Si（100）츤저상생장료 Nd∶YAG 박막이급 Nd∶Glass 박막，이용소묘전자현미경（SEM）、능보의（EDS）、부리협변환홍외광보의（FTIR）、광학참량진탕기（OPO）이급광책광보의등측시장치분석료박막적표면화단면결구형모、조성성분、광학흡수보이급광치발광보。결과표명：재실온츤저온도하생장적 Nd∶YAG 박막이급 Nd∶Glass 박막균정무규칙비정형결구，몰유명현적취향성미정생장；PLD 생장적 Nd∶YAG 박막중존재0．15 at．％화학계량비적 Nd 원소；Nd∶YAG 괴체파재재750화808 nm 유량개명현적흡수봉，이박막몰유명현적흡수봉；Nd∶YAG 박막재808 nm 파장빙포광하몰유명현적광치발광보봉，이 Nd∶Glass 박막재877화1064 nm 파장처유명현적광치발광보봉。설명재실온츤저온도하생장적 Nd∶Glass 박막중 Nd 원소이 Nd3＋광학활성리자형식참잡진파리기질중，이 Nd∶YAG 박막중적 Nd 원소몰유이 Nd3＋광학활성리자형식참잡진 YAG 기질중。
Thin films of Nd∶YAG and Nd∶Glass were prepared on Si(100)substrate by pulsed laser deposition technology. The morphology of film surface and cross section,composition,absorption spectrum and photoluminescence (PL)spectra of films were investigated by scanning electron microscope (SEM),energy disperse spectroscopy (EDS),Fourier transform infra-red spectrometer(FTIR),optical parametric oscillator(OPO)and grating spectrometer.The results show that both Nd∶YAG films and Nd∶Glass films grown on the substrates at room temperature are amorphous.Nd∶YAG films grown by PLD contain Nd element with 0.15 at.% stoichiometric proportion.The absorption spectrum of bulk Nd∶YAG target rather than deposited films exhibit two absorption peaks at 750 and 808 nm.There are no evident peaks in the photoluminescence spectra curve of Nd∶YAG films.However,the photoluminescence spectra of Nd∶Glass films with two sharp peaks at the wavelength of 877 and 1 064 nm are observed.It indicates that Nd is doped into glass host as optically active Nd3 + ions when Nd∶Glass films grow at room temperature.But for Nd∶YAG films,Nd don’t incorporate into YAG host as Nd3 + ions.
