朱 婷，牛春晖

(北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100192)

1 引言

近年来，稀土离子掺杂上转换材料已广泛应用于红外光探测、短波激光、生物荧光标记等[1-5]领域。因此，提高稀土材料的上转换发光效率非常重要。传统观点认为多声子弛豫是导致激发态的无辐射跃迁以及较低的上转换发光效率的主要因素[6-7]，而基质材料的声子能量越低，稀土离子发生多声子弛豫的几率越低。

作为基质材料，硫化物和氟化物的声子能量较低，但它们的化学稳定性相对较差。由于主晶格的拉伸振动，氧化物的声子能量相对较高，一般大于500 cm-1，而作为氧化物基质之一，BaGd2ZnO5具有较低的声子能量(大约为360 cm-1)[8-10]，可以保持多声道松弛并有利于交叉松弛过程。三价Sm3+离子是一种重要的稀土离子，它具有非常丰富的能级，可以在这些能级之间产生许多高效的发光[11-14]。因此，利用Sm3+离子开发新型光学和激光材料具有很大的潜力。

Judd-Ofelt(J-O)理论已被广泛用于计算玻璃态和晶态主体中稀土离子的光谱强度参数[15-16]。J-O理论提供了在特定精度内分析晶体结构的可能性[17-19]。以Ωt(t=2,4,6)表示的J-O强度参数对于评估激光介质和上转换器材料的性能至关重要。参数Ω2反映稀土离子所处局部晶场的结构和共价程度，此外，两个参数Ω4,6取决于长程效应并反映材料的整体性质。但对于许多微晶粉末材料，由于难以获得折射率、掺杂浓度和吸收率等基本计算参数，因此无法利用J-O理论研究其光谱性质。

据我们了解，本文是首次使用J-O理论研究BaGd2ZnO5微晶粉末中Sm3+离子的光谱特性。……