Люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированный ионами er3+ и yb3+

Авторы патента:

Манаширов Ошир Яизгилович (RU)

Воробьев Виктор Андреевич (RU)

Синельников Борис Михайлович (RU)

Зверева Екатерина Михайловна (RU)

C09K11/84 - содержащие серу, например оксисульфиды

Владельцы патента RU 2614687:

Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ" (RU)

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава. Люминофор на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Er³⁺, сенсибилизированный ионами Yb³⁺, имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле: , где Ln - один из ионов La³⁺, Gd³⁺; Me¹ - один из ионов элементов II группы Периодической системы - Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺; Me² - один из ионов элементов IV (Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺) или V (Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) группы Периодической системы; 0<x<0,6; 0,005≤y<0,1; 0,015≤z<0,15; 0,01≤d<0,1; 0,005≤c<0,05. Изобретение позволяет увеличить глубину фотостимулированного тушения стоксовой инфракрасной (ИК) люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 мкм и 1,5-1,6 мкм без значительного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 мкм или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. 7 ил., 1 табл., 19 пр.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для производства нового класса люминофоров комплексного принципа действия, обладающих при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в области 0,96-1,2 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ в области 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения.

Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле: (Y_1-x-y-z-d-cLn_xYb_yEr_zMe¹_dMe²_c)₂O₂S, где Ln - один из ионов La³⁺, Gd³⁺; Me¹ - один из ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева - Са²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺; Me² - один из ионов элементов IV (Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺) или V (Nb⁵⁺, Та⁵⁺) групп Периодической системы Д.И. Менделеева; 0<x<0,6; 0,005≤y<0,1; 0,015≤z<0,15; 0,01≤d<0,1; 0,005≤с<0,05.

Люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в области 0,96-1,2 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ в области 1,5-1,6 мкм может быть использован в изделиях, предназначенных для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава, а также для создания новых типов полиспектрально-чувствительных изделий, в которых необходимо иметь уникальное сочетание нескольких спектрально-кинетических параметров стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в области 0,96-1,2 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ в области 1,5-1,6 мкм.

Цель изобретения

Заявляемое изобретение направлено на создание не имеющего аналогов в мировой практике нового состава люминофора комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, обладающего при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в области 0,96-1,2 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ в области 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения. Под люминофором комплексного принципа действия в данном изобретении принято понимать такой люминофор, при проведении приборного контроля которого определяется не один, а два или более связанных между собой заданным образом спектрально-кинетических параметра, например, интенсивности нескольких спектральных полос излучения в видимой и ИК областях спектра или длительности послесвечения этих полос при совместном воздействии двух и более возбуждающих излучений, позволяющих при дальнейшей машинной обработке полученных данных формировать различные скрытые и трудно-расшифруемые коды или разнообразные их комбинации.

Актуальность и сложность поставленной задачи вытекает из проведенного авторами данного изобретения обобщенного анализа известных к настоящему времени патентных и журнальных данных по люминофорам на основе оксисульфидов иттрия и РЗЭ, который в хронологическом порядке приводится ниже.

Существующий уровень

Известны люминофоры на основе оксисульфидов иттрия, лантана и гадолиния, химический состав которых описывается следующей обобщенной химической формулой:

где Ln - Y, La, Gd

Ln' - по крайней мере один из элементов группы, содержащей Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Tm

0,0002≤x≤0,2

(Патент США №4057507 кл. C09K 11/46 от 08.11.1977; Патент США №4507460 кл. H01J 1/62 от 26.03.1985; Патент США №4507563 кл. H01J 1/68 от 26.03.1985; Патент США №4510414 кл. C09K 11/08 от 09.04.1985; Патент США №5217647 кл. C09K 11/84 от 08.06.1993; Патент США №5879587 кл. C09K 11/84 от 09.03.1999; Патент США №5958295 кл. C09K 011/08 от 28.09.1999; Патент США №6340436 B1 кл. C09K 11/86 от 22.01.2002; Патент RU №2516129 кл. C09K 11/84 от 20.04.2014).

Область их технического применения - производство кинескопов цветного телевидения, электронно-лучевых трубок различного назначения, рентгеновских экранов, а также защита ценных бумаг.

Основной недостаток вышеуказанных люминофоров, исключающий полностью возможность их использования в качестве люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения заключается в том, что используемые в этих люминофорах оптически активные редкоземельные ионы (Ce³⁺, Pr³⁺, Nd³⁺, Sm³⁺, Eu³⁺, Tb³⁺, Dy³⁺, Ho³⁺, Tm³⁺), играющие роль активирующих добавок, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,750 мкм не обеспечивают получение одновременно требуемой стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Этот недостаток носит принципиальный физический характер и связан с фундаментальными свойствами энергетических уровней вышеуказанных редкоземельных ионов (G.H. Dicke. Spectra and energy levels of rare-earth ions in crystals. N.-Y. - London - Sydney -Toronto. 1968. 401 c.).

Известен люминофор на основе оксисульфида лантана, активированный ионами титана, химический состав которого описывается следующей химической формулой:

La_(2-x)Ti_xO₂S

где 0,0001≤x≤0,05

(Патент США №3948798 кл. C09K 11/46 от 06.04.1976).

Область его технического применения - рентгеновские экраны, люминесцентные лампы.

Основной недостаток вышеуказанного люминофора, исключающий полностью возможность его использования в качестве люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм заключается в том, что используемые в этом люминофоре оптически активные ионы титана не обеспечивают при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм получение требуемого состава стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Этот недостаток также носит принципиальный физический характер и обусловлен фундаментальными свойствами энергетических уровней ионов титана (Д.Т. Свиридов, Р.К. Свиридова, Ю.Ф. Смирнов. Оптические спектры ионов переходных металлов в кристаллах. Наука. 1976. 266 с.).

Известен люминофор красного цвета свечения с длительным послесвечением на основе оксисульфидов Y, La, Gd, Lu, химический состав которого описывается следующей химической формулой:

Ln₂O₂S: Eu_x, Me_y

где Ln - Y, La, Gd, Lu

Me - Mg, Ti, Nb, Ta

0,00001≤x≤0,5; 0,00001≤y≤0,3

(Патент США №6617781 B2 кл. H01J 1/62 от 09.09.2003).

Область его технического применения - люминесцентные лампы с длительным послесвечением.

Указанный люминофор обладает тем же недостатком, а именно - отсутствием требуемой эффективной стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. Этот недостаток также имеет принципиальный физический характер и связан с фундаментальными свойствами активирующих добавок.

Известны инфракрасные люминофоры на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированные ионами Er³⁺, химический состав которых описывается следующей обобщенной химической формулой:

(Ln_1-x-yEr_xCe_y)₂O₂S

где Ln - Y, La, Gd

0,20≤x≤0,45; 0,0001≤y≤0,005

(Патент RU №2390535 C2 кл. C09K 11/77 от 27.05.2010; Манаширов О.Я., Георгобиани А.Н., Гутан В.Б., Семендяев С.В. Люминесценция различных классов неорганических соединений, активированных Er³⁺, при ИК возбуждении // Неорганические материалы. 2010. Т. 46, №7. С. 860-866).

Анализ светотехнических параметров вышеуказанных материалов позволил установить, что они обладают способностью как поглощать в результате оптических переходов ⁴I_5/2→⁴G_9/2, ⁴G_11/2; ⁴I_15/2→⁴I_9/2, ⁴I_15/2→⁴I_13/2 в ионе Er³⁺ излучение в областях 0,30-0,750, 0,79-0,82 и 0,94-0,98 мкм, так и преобразовывать поглощенное излучение в результате излучательных переходов ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺ в требуемую стоксовую ИК люминесценцию в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм (Фиг. 1). Эта уникальная особенность ионов Er³⁺ имеет принципиальный физический характер и связана с фундаментальными свойствами энергетических уровней ионов Er³⁺ в кристаллах (G.H. Dicke. Spectra and energy levels of rare-earth ions in crystals. N.-Y. - London - Sydney - Toronto. 1968. 401 с.).

Основными недостатками известных люминофоров, активированных только ионами Er³⁺, полностью исключающими возможность их использования в качестве люминофоров комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения является полное отсутствие фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм.

Известен инфракрасный люминофор на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Yb³⁺, химический состав которого описывается следующей химической формулой:

(Y_1-xYb_x)₂O₂S

где 0≤x≤1

(О.Я. Манаширов, Е.М. Зверева, В.А. Воробьев. Сравнительное исследование различных классов люминофоров, активированных ионами Yb³⁺, при ИК возбуждении. Вестник Южного Научного Центра РАН. 2012. Т. 8, №4. С. 38-49).

Область его технического применения - защита ценных бумаг. Разработанный нами инфракрасный люминофор на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Yb³⁺, с 2009 г широко применяется для маркировки различных ценных бумаг. Анализ светотехнических параметров вышеуказанного инфракрасного люминофора позволил установить, что он обладает способностью эффективно преобразовывать ИК излучение в области 0,94-0,98 мкм за счет излучательного перехода ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺ в требуемое стоксовое ИК излучение в области 0,96-1,12 мкм.

Основным недостатком известного люминофора на основе оксисульфида иттрия, активированного только ионами Yb³⁺, полностью исключающими возможность их использования в качестве люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм является полное отсутствие стоксовой ИК люминесценции в области 1,5-1,6 мкм. Этот недостаток также носит принципиальный физический характер и связан с фундаментальными свойствами энергетических уровней ионов Yb³⁺ в кристаллах (G.H. Dicke. Spectra and energy levels of rare-earth ions in crystals. N.-Y. - London - Sydney - Toronto. 1968. 401 c.).

Известны люминофоры на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированные ионами Er³⁺ и сенсибилизированные ионами Yb³⁺, химический состав которых описывается следующей обобщенной химической формулой:

(Ln_1-x-yYb_xEr_y)₂O₂S

где Ln - Y, La, Gd

0,02≤x≤0,4, 0,0025≤y≤0,1.

(Патент США №3541022 кл. C09K 1/14 от 17.11.1970; Патент США №6132642 кл. C09K 11/84 от 17.10.2000; Патент GB №2258659 кл. C09K 11/77 от 17.02.1993; Патент RU №2165954 кл. C09K 11/84 от 27.04.2001; Манаширов О.Я., Саттаров Д.К., Светлов А.А. и др. Новое направление разработок антистоксовых люминофоров для визуализации слабых полей ИК излучения 1,4-1,6 мкм // Сб. научных трудов ВНИИ Люминофоров. Ставрополь. 1990. Вып. 35. С. 73-78).

Область и технического применения - преобразование ИК излучения в видимое свечение, защита ценных бумаг.

Разработанный нами антистоксовый люминофор зеленого цвета свечения на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Er³⁺ и сенсибилизированный ионами Yb³⁺, имеющий химическую формулу Y₂O₂S:Yb, Er выпускается отечественной промышленностью с 1982 г под маркой Ф(а)СД-546-2М и благодаря высокому качеству до настоящего времени широко используется в России и за рубежом в различных областях техники, а именно:

- для изготовления различных светодиодных индикаторных матриц видимого диапазона;

- для визуализаторов полей ИК излучения, различных ИК источников, ИК светодиодов, ИК лазеров, в т.ч. для проверки работоспособности и юстировки неодимовых лазеров;

- контроля температурных режимов люминесцентных экранов;

- для защиты ценных бумаг.

(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).

Анализ светотехнических параметров вышеуказанных люминофоров на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированные ионами Er³⁺ и сенсибилизированные ионами Yb³⁺, позволил установить, что они обладают способностью как поглощать в результате оптических переходов ⁴I_15/2→⁴G_9/2, ⁴G_11/2; ⁴I_15/2→⁴I_9/2, ⁴I_15/2→⁴I_13/2 в ионе Er³⁺, и ²F_7/2→²F_5/2 в ионе Yb³⁺ излучение соответственно в областях 0,30-0,750, 0,79-0,82 и 0,94-0,98 мкм, так и эффективно преобразовывать поглощенное излучение за счет излучательных переходов ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺ в требуемую стоксовую ИК люминесценцию соответственно в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм (Фиг. 1).

Как видно на Фиг. 1, относительно близкое расположение нижних штарковских компонентов возбужденных состояний ²F_5/2 иона Yb³⁺ и ⁴I_11/2 ионов Er³⁺ обеспечивает высокую эффективность прямого и обратного переноса энергии между ионами Er³⁺ и Yb³⁺. Таким образом, в спектрах стационарной люминесценции вышеуказанных люминофоров, активированных ионами Er³⁺ и сенсибилизированными Yb³⁺, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм первая группа стоксовых ИК полос люминесценции в области 0,96-1,2 мкм является результатом наложения друг на друга (с соответствующим спектрально-энергетическим суммированием) интенсивности ИК полос излучения иона Er³⁺ в области 0,96-1,10 мкм (переход ⁴I_13/2→⁴I_15/2) и ионов Yb³⁺ в области 0,97-1,2 мкм (переход ²F_5/2→²F_7/2), а вторая группа стоксовых ИК полос люминесценции в области 1,5-1,6 мкм является результатом только излучательного перехода ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺. Эти уникальные особенности ионов Er³⁺ и Yb³⁺ имеют принципиальный физический характер и связаны с фундаментальными свойствами уровней ионов Er³⁺ и Yb³⁺ в кристаллах (G.H. Dicke. Spectra and energy levels of rare-earth ions in crystals. N.-Y. - London - Sydney - Toronto. 1968. 401 c.).

Основным недостатком вышеуказанных люминофоров на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированные ионами Er³⁺ и сенсибилизированные ионами Yb³⁺, полностью исключающими возможность их использования в качестве люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в области 0,96-1,2 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ в области 1,5-1,6 мкм является полное отсутствие фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Известен люминофор на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированный ионами Er³⁺ и Yb³⁺, и сенсибилизированный ионами Ce³⁺, химический состав которого описывается следующей химической формулой:

(Ln_1-x-y-zYb_xEr_yCe_z)₂O₂S

где Ln - Y, La, Gd

0≤x≤0,2;

0,1≤y≤0,4;

0,0001≤z≤0,005;

(Патент RU №2379195 кл. C09K 11/77 от 20.01.2010).

Области их технического применения - защита ценных бумаг.

Указанный люминофор обладает тем же недостатком, а именно - полным отсутствием фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Величину (глубину) фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ и Yb³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм для вышеуказанных люминофоров, определяли по формуле:

где I_л - интенсивность стоксовых ИК полос люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при воздействии только возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм;

I_л+с - интенсивность стоксовых ИК полос люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является выбранный в качестве прототипа многофункциональный антистоксовый люминофор с длительным послесвечением на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Er³⁺, сенсибилизированный ионами Yb³⁺ и соактивированный ионами титана и магния, химический состав которого описывается следующей эмпирической формулой:

(Y_1-x-yYb_xEr_y)₂O₂S:Ti_0,12Mg_0,04

где 0,01≤x≤0,05; 0,01≤y≤0,05.

(Патент RU №2401860 C2 кл. C09K 11/77 от 27.10.2009).

Область его технического применения - устройства для преобразования ИК излучения в видимое свечение, защита ценных бумаг и документов, бланков строгой отчетности, знаков соответствия товаров и изделий, акцизных и идентификационных марок, банкнот, для изготовления систем аварийного и сигнального освещения, эвакуационных, пожарных, предупреждающих, указывающих светознаков, для указателей в шахтах, тоннелях, путепроводах, метро и переходах, для информационно-указательных щитов на автострадах.

При возбуждении УФ излучением в области 0,30-0,75 мкм этот люминофор имеет оранжевое свечение, обусловленное наличием в спектре люминесценции широкой полосы излучения ионов титана с максимумом примерно при 625 нм. После прекращения возбуждения он имеет длительное послесвечение с сохранением этого цвета. Таким образом, в отличие от известных антистоксовых люминофоров состава (Y_1-x-yYb_xEr_y)₂O₂S, предложенный в прототипе люминофор при УФ возбуждении поглощает и запасает энергию на образованных ионами Mg²⁺ относительно неглубоких ловушках, необходимую для последующего высвечивания излучения с большей длиной волны и меньшей энергией в течение длительного времени.

При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм предложенный в прототипе люминофор обеспечивает получение требуемой стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ и Yb³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм (Фиг. 2) за счет излучательных переходов ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺ и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺ (Фиг. 1).

Основным недостатком предложенного в прототипе люминофора на основе оксисульфида иттрия с длительным послесвечением, ограничивающим возможность его применения в качестве люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в области 0,96-1,2 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ в области 1,5-1,6 мкм является недостаточная для практического применения глубина фотостимулированного тушения (~9%) стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ в области 1,5-1,6 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в области 0,96-1,2 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм (Фиг. 2).

Рассмотрим основные причины возникновения вышеуказанных недостатков, вытекающие из них проблемные моменты и новые технические решения, направленные на их устранение, которые в конечном итоге будут отличать заявляемое изобретение от прототипа, а также определять ее новизну и изобретательский уровень.

Проведенный нами теоретический анализ физических процессов, протекающих в неорганических люминофорах, активированных редкоземельными ионами, при однофотонном возбуждении (ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм) и двухфотонном возбуждении (совместное воздействие возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм) позволил разработать единый концептуальный подход к созданию нового класса люминофоров, обеспечивающих эффективное фотостимулированное тушение полученной при возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм видимой антистоксовой и стоксовой ИК люминесценции редкоземельных ионов за счет воздействия стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. Согласно этому подходу, для создания люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ и Yb³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния необходимо выполнение четырех условий.

Первое условие предусматривает использование в качестве матрицы люминофора комплексного принципа действия соединений с оптимальным фононным спектром и кристаллической структурой, обладающих при активации их ионами Er³⁺ и Yb³⁺, высокой эффективностью преобразования ИК излучения при возбуждении ИК излучением в областях 0,79-0,82 и 0,94-0,98 мкм в требуемую стоксовую ИК люминесценцию ионов Er³⁺ и Yb³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно результатам проведенного нами систематического исследования различных классов неорганических соединений, такими матрицами могут являться оксисульфиды иттрия, лантана и гадолиния, которых объединяет как одинаковая кристаллическая структура, формирующаяся в тригональной сингонии (пространственная группа ), так и близкие значения граничной частоты фононов их кристаллических решеток (Манаширов О.Я., Саттаров Д.К., Смирнов В.Б. и др. Состояние и перспективы разработок люминофоров для визуализации ИК-излучения их области 0,8-13 мкм // Неорганические материалы. 1993. Т. 29, №10. С. 1322-1325). В предложенном в прототипе люминофоре предложено использовать в качестве матрицы только одно соединение - оксисульфид иттрия, что существенно ограничивает функциональные возможности люминофора.

Второе условие предусматривает присутствие в составе нового люминофора комплексного принципа действия в качестве активатора и сенсибилизатора оптически активных ионов, обеспечивающих при возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм появление требуемой стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ и Yb³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Для выполнения этого условия новый люминофор комплексного принципа действия должен содержать, как указывалось ранее, одновременно в качестве активатора и сенсибилизатора соответственно оптически активные ионы Er³⁺ и Yb³⁺. В предложенном в прототипе люминофоре в качестве активатора и сенсибилизатора используются ионы Er³⁺ и Yb³⁺, что полностью соответствует второму условию.

Третье условие предусматривает присутствие в составе предлагаемого люминофора комплексного принципа действия ионов, образующих в запрещенной зоне матрицы люминофора донорные уровни (глубокие электронные ловушки с малой вероятностью освобождения локализованных на них электронов при комнатной температуре). Образование подобного рода ловушек может быть достигнуто за счет частичного гетеровалентного замещения катионов матрицы ИК люминофора другими ионами, обладающих большим сечением захвата электронов. Анализ кривых термовысвечивания (ТСЛ) трехактиваторных систем Ln₂O₂S:Yb, Er, Me^IV и Ln₂O₂S:Yb, Er, Me^V (где Me^IV и Me^V - элементы IV и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева) показывает, что такими ионами могут быть ионы Ti, Zr, Si, Nb, Ta. В предложенном в прототипе люминофоре предложено использовать только ионы одного элемента - Ti, что принципиально с физической точки зрения существенно ограничивает функциональные возможности люминофора.

Четвертое условие предусматривает присутствие в составе нового люминофора комплексного принципа действия ионов, образующих в запрещенной зоне матрицы люминофора акцепторные уровни (глубокие дырочные ловушки с малой вероятностью освобождения локализованных на них дырок при комнатной температуре). Образование подобного рода ловушек может быть достигнуто за счет гетеровалентного замещения катионов матрицы нового люминофора другими ионами, обладающих большим сечением захвата дырок. Анализ кривых ТСЛ трехактиваторных систем Ln₂O₂S:Yb, Er, Me^II (где Me^II - элемент II группы Периодической системы Д.И. Менделеева) позволил установить, что такими ионами могут быть ионы элементов Ca, Sr, и Ba. В предложенном в прототипе люминофоре предложено из элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева использовать только один элемент - Mg, который образует в люминофоре относительно неглубокие дырочные ловушки с большой вероятностью освобождения локализованных на них дырок при комнатной температуре, что способствует формированию люминофора с длительным послесвечением оранжевого цвета свечения, и как следствие, существенному уменьшению фотостимулированного тушения ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺. Таким образом, использование в предложенном в прототипе люминофоре только одного элемента из II группы Периодической системы Д.И. Менделеева, а именно Mg, принципиально с физической точки зрения не позволяет получать люминофоры с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Er³⁺ и Yb³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм.

Из приведенных данных следует, что одновременное эффективное фотостимулированное тушение стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм известного люминофора на основе оксисульфидов Y, La, Gd, активированного ионами Er³⁺ и сенсибилизированного ионами Yb³⁺, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм может быть достигнута за счет одновременного присутствия в люминофоре наряду с ионами Er³⁺ и Yb³⁺ одной пары из вышеуказанных ионов II и IV или II и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева. При этом глубина фотостимулированного тушения и ее кинетические параметры будут определяться свойствами образованного совместно ионами Er³⁺, Yb³⁺, Me^II, Me^IV или Me^V ассоциированного комплекса, вероятность образования которого существенно увеличивается с повышением концентрации ионов элементов II, IV или V групп Периодической системы Д.И. Менделеева. В предложенном в прототипе люминофоре содержание ионов Ti не меняется и составляет постоянную величину 0,12 ат.д., что также существенно ограничивает функциональные возможности люминофора.

Суммируя вышеприведенное, можно сделать обобщенный вывод, что предложенный в прототипе люминофор с длительным послесвечением на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Er³⁺, сенсибилизированный ионами Yb³⁺ и соактивированный ионами Ti⁴⁺ и Mg²⁺, не отвечает по химическому составу, типу соактивирующих ионов и их концентрационным пределам основным условиям достижения максимальной глубины фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Таким образом, в процессе создания заявляемого авторами изобретения были последовательно рассмотрены известные патенты до люминофорам на основе оксисульфидов иттрия, активированных редкоземельными ионами, выявлены их основные недостатки, установлены основные причины их возникновения и вытекающие из них проблемные моменты, предложены и обоснованы новые технические решения, направленные на решение проблемных моментов, которые и отличают заявляемое изобретение от прототипа, т.е. являются отличительными признаками.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к одновременному существенному увеличению глубины фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм известного многофункционального люминофора с длительным послесвечением на основе оксисульфида иттрия, активированного ионами Er³⁺, сенсибилизированного ионами Yb³⁺ и соактивированного ионами Ti⁴⁺ и Mg²⁺.

Данный технический результат достигается тем, что он содержит дополнительно в катионной подрешетке в качестве катионов матрицы - один из ионов La³⁺, Gd³⁺, а в качестве соактивирующих ионов - пару из ионов элементов II и IV или II и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева и имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле:

(Y_1-x-y-z-d-cLn_xYb_yEr_zMe¹_dMe²_c)₂O₂S

где Ln - один из ионов La³⁺, Gd³⁺;

Me¹ - один из ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева - Са²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺;

Me² - один из ионов элементов IV (Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺) или V (Nb⁵⁺, Та⁵⁺) групп Периодической системы Д.И. Менделеева;

0<x<0,6;

0,005≤y<0,1;

0,015≤z<0,15;

0,01≤d<0,1;

0,005≤с<0,05.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки:

1. В качестве катионов матрицы Ln₂O₂S в заявляемом люминофоре дополнительно используются ионы La³⁺, Gd³⁺.

2. Содержание ионов La³⁺ и Gd³⁺ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0<x<0,6;

3. Содержание сенсибилизирующих ионов Yb³⁺ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,005≤y<0,1;

4. Содержание активирующих ионов Er³⁺ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,015≤z<0,15;

5. В качестве ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева в заявляемом люминофоре используются ионы Са²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺;

6. Содержание ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева Са²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,01≤d<0,1;

7. В качестве ионов элементов IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева в заявляемом люминофоре используются ионы Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺;

8. Содержание ионов элементов IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,005≤с<0,05.

9. В качестве ионов элементов V группы Периодической системы Д.И. Менделеева в заявляемом люминофоре используются ионы Nb⁵⁺, Та⁵⁺;

10. Содержание ионов элементов V группы Периодической системы Д.И. Менделеева Nb⁵⁺, Та⁵⁺ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,005≤с<0,05.

Сущность изобретения

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что технический результат достигается при условии применения всей совокупности отличительных признаков:

1. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия в качестве катионов матрицы ионов La³⁺, Gd³⁺ обеспечивает образование новых матриц, обладающих при легировании их ионами Er³⁺, Yb³⁺ и парой из ионов элементов II и IV или II и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм

2. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств оптически активных в ИК области спектра ионов Er³⁺, обеспечивает как максимальное поглощение ИК излучения в областях 0,79-0,82 и 0,94-0,98 мкм, так и ее эффективное преобразование за счет излучательных переходов ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в требуемую ИК люминесценцию соответственно в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм.

3. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств оптически активных ионов Yb³⁺, обеспечивает как максимальное поглощение ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм, так и ее эффективное преобразование за счет излучательного перехода ²F_5/2→²F_7/2 в требуемое стоксовое ИК излучение в области 0,96-1,2 мкм.

4. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ обеспечивает образование в запрещенной зоне матрицы акцепторных уровней (глубоких дырочных ловушек с малой вероятностью освобождения локализованных на них дырок при комнатной температуре) с оптимальной глубиной их залегания.

5. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ обеспечивает наибольшую плотность глубоких дырочных ловушек.

6. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия ионов элементов IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺ обеспечивает образование в запрещенной зоне матрицы донорных уровней (глубоких электронных ловушек с малой вероятностью освобождения локализованных на них электронов при комнатной температуре) с оптимальной глубиной их залегания.

7. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств ионов элементов IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺ обеспечивает наибольшую плотность глубоких электронных ловушек.

8. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия ионов элементов V группы Периодической системы Д.И. Менделеева Nb⁵⁺, Ta⁵⁺ обеспечивает образование в запрещенной зоне матрицы донорных уровней (глубоких электронных ловушек с малой вероятностью освобождения локализованных на них электронов при комнатной температуре) с оптимальной глубиной их залегания.

9. Введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств ионов элементов V группы Периодической системы Д.И. Менделеева Nb⁵⁺, Ta⁵⁺ обеспечивает наибольшую плотность глубоких электронных ловушек.

10. Одновременное введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия оптически активных в ИК области спектра ионов Er³⁺ и Yb³⁺ и пары из ионов элементов II и IV (Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺) или II и V (Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) групп Периодической системы Д.И. Менделеева приводит к образованию ассоциативного комплекса, обеспечивающего при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм одновременное и эффективное фотостимулированное тушение стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения.

11. Одновременное введение в катионную подрешетку заявленного люминофора комплексного принципа действия оптически активных в ИК области спектра ионов Er³⁺ и Yb³⁺ и пары из ионов элементов II и IV (Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺) или II и V (Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) в вышеуказанных количествах приводит к образованию ассоциативных комплексов в оптимальных концентрациях, обеспечивающих при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наибольшую глубину фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения.

Указанные в формуле изобретения количественные пределы ионов Er³⁺, Yb³⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺, входящих в состав заявляемого люминофора комплексного принципа действия, определены экспериментально, исходя из условий достижения как высокой интенсивности стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и максимальной глубины фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм (двухфотонное возбуждение).

При этом уменьшение содержания ионов Er³⁺ и Yb³⁺ до значений меньших, чем указанные в формуле изобретения, приводит к существенному уменьшению интенсивности стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм. Увеличение содержания ионов Er³⁺ и Yb³⁺ до значений больших, чем указанные в формуле изобретения, также приводит к существенному уменьшению интенсивности стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм.

Уменьшение содержания ионов Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺ до значений меньших, чем указанные в формуле изобретения, приводит к существенному уменьшению глубины фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном (двухфотонном) воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Следовательно, между отличительными признаками и техническим результатом заявляемого изобретения имеется причинно-следственная связь, т.к. именно эти признаки только в своей совокупности обеспечивают достижение требуемого технического результата.

По имеющимся у авторов сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения не известна из достигнутого уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует явным образом для специалистов из достигнутого уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве люминофоров комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная новизна».

Заявляемый люминофор комплексного принципа действия с использованием всей совокупности отличительных признаков описывается примерами.

Пример 1 (прототип)

Технологический процесс производства люминофора по прототипу состоит из следующих стадий:

1. Приготовление раствора щавелевой кислоты

2. Приготовление азотнокислых растворов иттрия и эрбия

3. Осаждение оксалатов РЗЭ

4. Прокаливание оксалатов РЗЭ

5. Приготовление шихты

6. Прокаливание шихты

7. Разбраковка и отмывка люминофора

8. Сушка и просев люминофора

Раствор щавелевой кислоты готовили в колбе из термостойкого стекла емкостью 6 л. В эту колбу заливали 3,5 л дистиллированной воды, нагревали на электрической плите до 80±5°C и при постоянном перемешивании растворяли 2,5 кг щавелевой кислоты. Полученный раствор щавелевой кислоты охлаждали до 40°C и отфильтровывали через фильтр "красная" и/или "желтая" лента.

Азотнокислые растворы иттрия, эрбия и иттербия готовили в колбе из термостойкого стекла, емкостью 6 л. Предварительно в колбу заливали 2,5 л азотной кислоты (d=1,42-1,40 г/см³), добавляли 1,0 л дистиллированной воды и подогревали на электрической плитке до 45-50°C. Готовили отдельно водную суспензию: 1073 г оксида иттрия, 47,7 г оксида эрбия, 49,2 г оксида иттербия. Полученную суспензию порциями вливали при перемешивании в горячий раствор азотной кислоты. При этом происходит реакция взаимодействия оксидов РЗЭ с азотной кислотой с образованием азотнокислых солей по схеме:

Ln₂O₃+6HNO₃=2Ln(NO₃)₃+3H₂O

После полного растворения оксидов иттрия и эрбия полученный раствор охлаждали до 30-40°C и отфильтровывали через плотный фильтр «синяя» лента в реактор для осаждения оксалатов фирмы «Симакс» емкостью 20 л.

Смешанные оксалаты иттрия и эрбия получали по реакции:

2Ln(NO₃)₃+3H₂C₂O₄=Ln₂(C₂O₄)₃+6HNO₃

Для этого азотнокислые растворы РЗЭ и щавелевой кислоты нагревали до 70-80°C. Затем раствор горячей щавелевой кислоты тонкой струей при постоянном перемешивании приливали к раствору азотнокислых солей РЗЭ. При взаимодействии растворов щавелевой кислоты и азотнокислых солей РЗЭ выпадает белый осадок оксалатов РЗЭ. После полного введения раствора щавелевой кислоты полученную пульпу перемешивали в течение 20-25 минут, давали ей отстояться, проверяли на полноту осаждения, добавляя 0,02 л раствора щавелевой кислоты. При отсутствии помутнения осадку оксалатов РЗЭ давали отстояться еще в течение одного часа. Затем включали перемешивание, полученную пульпу сливали на нутч-фильтр. Осадок оксалатов отмывали горячей дистиллированной водой на нутч-фильтре от маточника до pH промывной воды. Фильтрацию оксалатов РЗЭ на нутч-фильтре осуществляли через 2 слоя фильтровальной бумаги. Отфильтрованный и отмытый осадок оксалатов РЗЭ выгружали из нутч-фильтра в кварцевые кюветы на 3/4 объема и прокаливали в печи КС-600/25 при температуре 1050-1100°C в течение 1-1,5 часа. В результате прокаливания оксалатов РЗЭ получали оксид иттрия, активированный ионами иттербия и гольмия, который направляли на участок для приготовления шихты.

Шихту для получения люминофора готовили по следующей рецептуре:

(Y_0,95Yb_0,025Er_0,025)₂O₃=1170 г

MgO=8 г

TiO₂=48 г

S=587 г

Na₂CO₃=480 г

LiF=44 г

Указанные количества компонентов шихты загружали в фарфоровый барабан, добавляли фарфоровых шаров диаметром 20 мм из расчета 1 кг шаров на 1 кг шихты и перемешивали в течение 2 часов на валковой мельнице. Полученную шихту загружали, слегка утрамбовывая в стеклоуглеродные тигли емкостью 0,8 л в вытяжном шкафу с вентиляцией. После полного заполнения тигля шихтой, его закрывали стеклоуглеродной крышкой и помещали в кварцевую ванну емкостью 6 л из непрозрачного кварца. Прокалку шихты осуществляли в печи КС-25 при температуре 1150-1200°C в течение 2-3 часов в атмосфере азота или инертного газа. По истечении времени прокаливания кварцевые ванны с шихтой выгружали из печи и охлаждали в металлическом вытяжном шкафу. Из охлажденных до комнатной температуры кварцевых ванн выгружали стеклоуглеродные тигли, вынимали из них прокаленный люминофор, который под люминесцентной лампой (λ_max=365 нм) очищали при помощи скальпеля от посторонних частиц. Затем очищенный люминофор помещали в емкость и отмывали горячей дистиллированной водой (60-70°C) декантацией до достижения pH=7-8. Отмытый дистиллированной водой люминофор загружали в фарфоровый барабан с шарами и размалывали в зависимости от крупности полученного продукта на валковой мельнице в течение 10-15 минут. Размолотый люминофор переносили в емкость, заливали 5% водным раствором соляной или азотной кислоты и перемешивали в течение 10-15 минут. После кислотной обработки люминофор отмывали дистиллированной водой до pH=7, отфильтровывали и высушивали при температуре 110-120°C до состояния пыления. После охлаждения до комнатной температуры люминофор просеивали через сито №76 в вытяжном шкафу с вентиляцией. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения видимой антистоксовой люминесценцией ионов Er³⁺ в области 0,54-0,56 и 0,65-0,68 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по прототипу люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора (Фиг. 2, 3) в ИК области как при однофотонном возбуждении ИК излучением 0,81 или 0,94 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,81 или 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм наблюдаются полосы стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм (излучательные переходы ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺). Как наглядно видно на фиг. 2, 3 при переходе от однофотонного к двухфотонному возбуждению глубина фотостимулированного тушения всех вышеуказанных ИК полос люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм для известного люминофора на основе оксисульфида иттрия, активированного ионами Yb³⁺ и Er³⁺, состава (Y_0,95Yb_0,025Er_0,025)₂O₂S:Ti_0,12Mg_0,04 (прототип) составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 8 и 9%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 7 и 9%.

Пример 2

Для приготовления люминофора комплексного принципа действия по заявляемому изобретению использовали следующие навески соединений:

Y₂O₃=915,3 г

Gd₂O₃=18.1 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

CaCO₃=25 г

TiO₂=4 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

Все остальные технологические операции синтеза этого люминофора комплексного принципа действия проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора (Фиг. 4 и 5) в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением 0,81 или 0,94 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,81 или 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. Как наглядно видно на Фиг. 4 и 5, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,81 или 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 46 и 50%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 44 и 48%.

Пример 3

Y₂O₃=892,7 г

Gd₂O₃=18.1 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

СаСО³=25 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора (Фиг. 6 и 7) в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением 0,81 или 0,94 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,81 или 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. Как наглядно видно на Фиг. 6 и 7, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,81 или 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 65 и 70%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 64 и 69%.

Пример 4

Y₂O₃=870,1 г

Gd₂O₃=18.1 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

CaCO₃=25 г

TiO₂=40 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 61 и 64%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 59 и 62%.

Пример 5

Y₂O₃=909,5 г

Gd₂O₃=18.1 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

СаСО₃=10 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 53 и 57%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 54 и 58%.

Пример 6

Y₂O₃=864,5 г

Gd₂O₃=18.1 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

СаСО₃=50 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 49 и 56%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 47 и 54%.

Пример 7

Y₂O₃=808,5 г

Gd₂O₃=18.1 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

СаСО₃=99.5 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 51 и 54%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 50 и 53%.

Пример 8

Y₂O₃=1033,9 г

Gd₂O₃=18.1 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=28,65 г

СаСО₃=25 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F₅/₂→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 52 и 61%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 50 и 59%.

Пример 9

Y₂O₃=892,7 г

Gd₂O₃=181 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=95,5 г

CaCO₃=25 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 56 и 67%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 57 и 68%.

Пример 10

Y₂O₃=683,6 г

Gd₂O₃=362 г

Yb₂O₃=9,85 г

Er₂O₃=267,4 г

СаСО₃=25 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F₅/₂→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 45 и 66%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 42 и 63%.

Пример 11

Y₂O₃=802.3 г

La₂O₃=1.63 г

Yb₂O₃=195 г

Er₂O₃=267.4 г

СаСО₃=25 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 90 и 90%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 87 и 87%.

Пример 12

Y₂O₃=898.3 г

La₂O₃=8.15 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267.4 г

CaCO₃=25 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 48 и 54%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 44 и 50%.

Пример 13

Y₂O₃=892.7 г

La₂O₃=16,3 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

CaCO₃=25 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

Все остальные технологические операции синтеза этого люминофора комплексного принципа действия проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁴ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 43 и 48%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 38 и 43%.

Пример 14

Y₂O₃=892,7 г

La₂O₃=16,3 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

SrCO₃=36,8 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 15 и 20%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 14 и 19%.

Пример 15

Y₂O₃=892,7 г

La₂O₃=16,3 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

ВаСО₃=49,25 г

TiO₂=20 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 12 и 15%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 12 и 15%.

Пример 16

Y₂O₃=892,7 г

La₂O₃=16,3 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

СаСО₃=25 г

ZrO₂=30,75 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 12 и 15%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 12 и 15%.

Пример 17

Y₂O₃=892,7 г

La₂O₃=16,3 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

CaCO₃=25 г

SiO₂=15 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 14 и 17%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 14 и 17%.

Пример 18

Y₂O₃=847,5 г

La₂O₃=81,5 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

СаСО₃=25 г

Nb₂O₅=33,25 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 40 и 63%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 39 и 62%.

Пример 19

Y₂O₃=791 г

La₂O₃=163 г

Yb₂O₃=19,7 г

Er₂O₃=267,4 г

СаСО₃=25 г

Ta₂O₅=55,25 г

S=650 г

Na₂CO₃=350 г

LiF=105 г

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК области спектра как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Yb³⁺ и Er³⁺ ИК полосы люминесценции в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению люминофора комплексного принципа действия составляет: при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 12 и 16%, а при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,81 мкм и стимулирующего излучения в области 0,365 мкм соответственно 12 и 16%.

Таким образом, приведенные примеры свидетельствуют, что совместное введение в состав люминофоров на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния в указанных в формуле изобретения количествах оптически активных в видимой и ИК областях ионов Yb³⁺ и Er³⁺ и пар из ионов элементов II и IV (Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺) или II и V (Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) групп Периодической системы Д.И. Менделеева позволяет существенно увеличить глубину фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,750 мкм и создать не имеющий аналогов в мировой практике новый класс люминофоров комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм, который характеризуется следующим уникальным сочетанием спектрально-кинетических свойств, а именно:

- заданным и воспроизводимым положением в спектре стационарной люминесценции нового люминофора комплексного принципа действия как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм (излучательные переходы ⁴I_11/2→⁴I_15/2; ⁴I_13/2→⁴I_15/2 в ионе Er³⁺, и ²F_5/2→²F_7/2 в ионе Yb³⁺);

- существенно повышенной по сравнению с известными инфракрасными люминофорами глубиной фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм;

- заданным и воспроизводимым характером изменения интенсивности стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм от плотности мощности возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм;

- заданным и воспроизводимым характером изменения длительности разгорания и затухания стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм после наложения и снятия возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм;

- заданным и воспроизводимым характером изменения длительности разгорания и затухания стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм от плотности мощности возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм;

- заданным и воспроизводимым характером изменения времени отклика стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм от плотности мощности возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 или 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Все перечисленные свойства нового люминофора комплексного принципа действия определяются фундаментальными физическими свойствами матрицы люминофора (Ln₂O₂S) (ширина запрещенной зоны, пространственная группа, локальная симметрия катиона и др.), энергетической структурой ионов Yb³⁺ и Er³⁺ и ионов элементов II, IV и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева и поэтому имеют заданный и воспроизводимый характер. Все предложенные свойства нового ИК люминофора могут быть использованы для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава, а также для создания новых типов полиспектрально-чувствительных изделий, как в отдельности, так и в различных сочетаниях. Применение нового люминофора комплексного принципа действия с таким уникальным набором свойств позволит впервые в мировой практике использовать их сочетание в качестве оригинального комплекса признаков для качественного повышения степени защищенности полиспектрально-чувствительных изделий.

Вышеуказанная совокупность спектрально-кинетических свойств нового люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм не встречается в известных технических решениях и по этой причине не может быть имитирована известными из уровня техники техническими решениями ни по отдельности, ни в каком-либо сочетании.

Разработанный новый люминофор комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм также характеризуется следующим набором физико-химических и технологических параметров:

- высокая гидролитическая стойкость;

- высокая термическая стойкость;

- высокая химическая стойкость;

- твердость не выше 7 баллов по шкале Мооса;

- средний размер частиц 5-15 мкм.

Новый люминофор комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb³⁺ и Er³⁺ в областях 0,96-1,2 и 1,5-1,6 мкм и технология его изготовления в течение 2013-2014 гг прошли несколько циклов опытных и опытно-промышленных испытаний на предприятиях изготовителях полиспектрально-чувствительных изделий. Согласно результатам испытаний, разработанный люминофор комплексного принципа действия соответствует всем требованиям и рекомендован для промышленного производства.

Люминофор на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Er³⁺, сенсибилизированный ионами Yb³⁺, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в катионной подрешетке в качестве катионов матрицы один из ионов La³⁺, Gd³⁺, а в качестве соактивирующих ионов - пару из ионов элементов II и IV или II и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева и имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле:

(Y_1-x-y-z-d-cLn_xYb_yEr_zMe¹_dMe²_c)₂O₂S,

где Ln - один из ионов La³⁺, Gd³⁺;

Me¹ - один из ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева - Са²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺;

Me² - один из ионов элементов IV (Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Si⁴⁺) или V (Nb⁵⁺, Та⁵⁺) группы Периодической системы Д.И. Менделеева;

0<x<0,6;

0,005≤y<0,1;

0,015≤z<0,15;

0,01≤d<0,1;

0,005≤с<0,05.

Уф-излучающие люминофоры // 2581864

Изобретение предназначено для осветительной техники и медицины. Преобразующий длину волны материал включает соединение формулы (Y1-w-x-y-zScwLaxGdyLuz)2-a(SO4)3:Mea, где Me - трехвалентный катион или смесь трехвалентных катионов, способных испускать УФ-C излучение, например, Pr3+, Nd3+ и Bi3+; каждый из w, x, y и z находится в диапазоне от 0,0 до 1,0; w+x+y+z≤1,0; 0,0005≤a≤0,2.

Рентгенолюминофор с переменным послесвечением из оксисульфида гадолиния-тербия и пикселированный экран на его основе // 2577841

Изобретение может быть использовано в медицине и технике при изготовлении рентгеновских устройств с энергией излучения более 20 кэВ для диагностики и дефектоскопии.

Способ получения люминофоров на основе сложных сульфидов щелочноземельного и редкоземельного металлов // 2571913

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в светодиодной технике, в люминесцентных метках и защите ценных бумаг. Смешивают исходные компоненты шихты, вводят серосодержащий агент - смесь, содержащую серу элементарную и тиомочевину в соотношении от 72:28 до 81:19 мас.

Способ получения порошков соединений диоксосульфидов редкоземельных элементов ln2o2s и твердых растворов на их основе ln'2o2s-ln''2o2s ( ln, ln', ln''=gd-lu, y) // 2554202

Изобретение относится к области неорганической химии. Шихту для получения порошков соединений Ln2O2S, Ln2O2S-Ln′2O2S, где Ln, Ln′=Gd - Lu, Y готовят добавлением серной кислоты к растворам нитратов редкоземельных элементов и осаждением, соосаждением, кристаллизацией, сокристаллизацией полученных сульфатов редкоземельных элементов.

Cd2o2s материал для использования в компьютерной томографии // 2528671

Группа изобретений относится к химической промышленности и может быть использована в системах визуализации и компьютерной томографии. Детектор, предназначенный для обнаружения ионизирующего излучения, включает флуоресцентный керамический материал, выбранный из (Y,Gd)2O3, Lu3Al5O12, Y3Аl5O12 или Lu3Ga5O12, в котором концентрация Nd3+ находится между более или равно 10 ч./млн масс.

Сцинтилляционный материал и соответствующий спектральный фильтр // 2519131

Изобретение может быть использовано при изготовлении систем визуализации в компьютерных томографах. Сцинтилляционный материал содержит модифицированный оксисульфид гадолиния (GOS), в котором приблизительно от 25% до 75% гадолиния (Gd) замещено лантаном (La) или приблизительно не более 50% гадолиния (Gd) замещено лютецием (Lu).

Быстрокинетирующий инфракрасный люминофор на основе оксисульфидов иттрия и лантана // 2516129

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении люминесцентных меток и регистрации быстропротекающих процессов. Быстрокинетирующий инфракрасный люминофор на основе оксисульфида иттрия или лантана обладает гексагональной структурой и имеет химический состав, отвечающий следующей эмпирической формуле: (Ln1-x-yNdxPry)2O2S, где Ln=Y, La; 2,5·10-3≤х≤2·10-2; 1·10-5≤у≤5·10-3.

Способ получения gd2o2s:pr с очень кратковременным послесвечением для компьютерной томографии // 2410407

Многофункциональный антистоксовый люминофор с длительным послесвечением на основе оксисульфида иттрия // 2401860

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве неорганических многофункциональных антистоксовых люминофоров на основе оксисульфида иттрия, которые могут применяться как для преобразования ИК-излучения в видимое свечение, для защиты ценных бумаг и документов, бланков строгой отчетности, знаков соответствия товаров и изделий, акцизных и идентификационных марок, банкнот, так и для изготовления систем аварийного и сигнального освещения, эвакуационных, пожарных, предупреждающих, указывающих светознаков, для указателей в шахтах, тоннелях, путепроводах, метро и переходах для информационно-указательных щитов на автострадах и декоративной косметики.

Люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов редкоземельных элементов, активированный ионами ho3+ и yb3+ // 2614688

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава. Люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов редкоземельных элементов, активированный ионами Ho3+ и сенсибилизированный ионами Yb3+ имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле: , где Ln – по крайней мере один из Y3+, La3+, Gd3+; Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы - Ca2+, Sr2+, Ba2+; Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Ta5+) групп Периодической системы; 0,01≤x≤0,2; 0,0005≤y≤0,01; 0,01≤d≤0,1; 0,005≤c≤0,05. Изобретение позволяет увеличить фотостимулированное тушение видимой антистоксовой люминесценции ионов Ho3+ в области 0,54-0,56 мкм, а также стоксовой ИК люминесценции ионов Yb3+ и Ho3+ в областях 0,96-1,12 мкм, 1,15-1,22 мкм и 1,9-2,1 мкм без значительного изменения спектрального состава исходного излучения при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм. 1 табл., 4 ил., 17 пр.

Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированный ионами er3+ // 2614690

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава. Инфракрасный (ИК) люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Er3+ и соактивированный тонами Ce3+, имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле: , где Ln - один из ионов La3+, Gd3+; Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы - Ca2+, Sr2+, Ba2+; Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Ta5+) групп Периодической системы; 0<x≤0,6425; 0,05≤y≤0,2; 0,00005≤z≤0,0025; 0,01≤d≤0,1; 0,005≤c≤0,05. Изобретение позволяет увеличить фотостимулированное тушение стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм без значительного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в областях 0,79-0,82 мкм или 1,50-1,55 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. 4 ил., 1 табл., 17 пр.

Инфракрасный люминофор на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированный ионами yb3+ // 2614693

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава. Инфракрасный (ИК) люминофор на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Yb3+, соответствует следующей эмпирической формуле: , где Ln - один из ионов La3+, Gd3+; Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы - Ca2+, Sr2+, Ba2+; Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Ta5+) групп Периодической системы; 0<x<0,65; 0,05≤y<0,2; 0,01≤z<0,1; 0,005≤d<0,05. Изобретение позволяет увеличить фотостимулированное тушение стоксовой ИК люминесценции ионов Yb3+ в области 0,98-1,12 мкм без значительного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. 1 табл., 4 ил., 17 пр.

Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия, лантана и гадолиния, активированный ионами nd3+ // 2615695

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава. Инфракрасный (ИК) люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия или лантана, активированный ионами Nd3+ и соактивированный ионами Pr3+, имеет химический состав, отвечающий следующей эмпирической формуле:(Ln1-x-y-z-d-cGdxNdyPrzMe1dMe2c)2O2S,где Ln - один из ионов Y3+, La3+; Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы - Ca2+, Sr2+, Ba2+; Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Ta5+) группы Периодической системы; 0<x≤0,820; 0,005≤y≤0,025; 0,00001≤z≤0,005; 0,01≤d≤0,1; 0,005≤c≤0,05. Изобретение позволяет увеличить фотостимулированное тушение стоксовой ИК люминесценции ионов Nd3+ в областях 0,86-0,95 мкм, 1,03-1,12 мкм и 1,3-1,45 мкм без значительного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. 4 ил., 1 табл., 17 пр.

Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфидов иттрия, лантана, гадолиния, активированный ионами tm3+ // 2615696

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава. Инфракрасный (ИК) люминофор комплексного принципа действия на основе оксисульфида иттрия, активированный ионами Tm3+, имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле: (Y1-x-y-z-dLnxTmyMe1zMe2d)2O2S, где Ln - один из ионов La3+, Gd3+; Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы - Са2+, Sr2+, Ва2+; Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Та5+) группы Периодической системы; 0<х<0,80; 0,0025≤y<0,05; 0,01≤z<0,1; 0,005≤d<0,05. Изобретение позволяет увеличить глубину фотостимулированного тушения стоксовых ИК полос люминесценции ионов Tm3+ в областях 1,36-1,52 мкм и 1,65-1,98 мкм без значительного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,79-0,82 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. 4 ил., 1 табл., 17 пр.