稀土在光学材料中的应用

稀土在光学材料中的应用读书报告稀土在光学材料中的应用—— 03304129 赵志刚稀土简介：什么是稀土？稀土是一组金属的简称，包括化学元素周期表第三副族中称为镧系元素的镧La、铈 Ce、镨Pr、钕 Nd、钷 Pm、钐 Sm、铕 Eu、钆 Gd、铽 Tb、镝 Dy、钬 Ho、铒 Er、铥 Tm、镱 Yb、镥 Lu，共 17 个元素。 “稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素” ： “轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇 Y 和镧 La、铈 Ce、镨 Pr、钕 Nd、钷 Pm、钐Sm、铕 Eu。 “重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽 Tb、镝 Dy、钬 Ho、铒 Er、铥 Tm 、镱 Yb、镥 Lu。从 1794 年发现第一个稀土元素钇到1792 年发现自然界中的稀土元素钜，供经历了 178 年，才把 17 种稀土元素全部在自然界中找齐。近年由于工业提纯和冶炼技术的发展，除元素钜以外，都能获得高纯度和稀土氧化物和稀土金属。 稀土的应用也随着科技的发展，从 19 世纪末应用稀土制造汽灯纱罩、打火石和弧光灯碳棒等初级产品，发展到现在把稀土广泛的应用于彩电荧光屏，三基色节能灯，绿色高能充电电池，汽车尾气净化催化剂，电脑驱动器、核磁共振成像仪。固体激光器和磁悬浮列车等高科技领域。1、不同稀土离子的发光特性介绍稀土离子具有丰富的发射光谱．其中，除La3+ 、Lu3+ 之外的其余镧系离子的4f 电子可在 7个4f 轨道之间任意分布， 从而产生各种光谱项和能级，对未充满 f 电子壳层的愿子或离子可观察到的谱线多达三万条．因此， 可以发射紫外到红外各种波长的电磁辐射．三价镧系稀土离子的颜色呈现明显的对称性，没有4f 电子的 La3+离和4f 层全满的 Lu3+离子以及 4f 层半充满的 Gd3+离子为无色，其他稀土离子的颜色以Gd3+离子为对称轴，其颜色具体为：稀土离子对光的吸收是发生在内层4f 电子在不同能级之间的跃迁，产生吸收光谱谱线很窄，特异性强．因此呈现出的颜色鲜艳纯正．稀土离子的荧光光谱不同普通荧光光谱，具有较大的Stokes 位移，部分稀土离子的stokes 位移表见表 1 2、稀土离子的发光光学原理2.1 稀土原子或离子结构特点稀土离子的特殊的光学特性与稀土原子的原子结构是分不开的。现先介绍稀土原子在周期表中的地位、稀土原子电子层结构、离子价...