Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
98 
T4: O–1 
Up-conversion luminescence and μ-Raman investigations 
of rare earth doped KGd(WO
4
)
2
 powders 
 
Dobroslawa Kasprowicz
1
, Paweł Głuchowski
2
, Maciej Chrunik
3
, 
and Andrzej Majchrowski
3
 
 
1 
Faculty of Technical Physics, Poznan University  of Technology, Piotrowo 3,  60-965 Poznan,  
Poland, e-mail: [e-mail] 
2 
Institute of Low Temperature and Structure Research of Polish Academy of Sciences, Okólna 2, 50-
422 Wroclaw, Poland 
3 
Institute  of  Applied  Physics,  Military  University  of  Technology,  Kaliskiego  2,  00-908  Warszawa, 
Poland 
  
 
Owing  to  their  unique  luminescence  properties,  the  rare  earth  ions  doped  up-conversion 
materials  have  been  extensively  studied  in  recent  years  and  widely  applied  in  optical  devices 
such as lasers, optical sensors [1] solar cells [2], light emitting diodes (LEDs) [3], 3D displays 
[4]  or  optical  amplifiers  for  fiber-optic  communication.  During  the  lecture  the  spectroscopic 
properties of KGd(WO
4
)
2
 micro-crystalline powders doped with selected Pr
3+
, Eu
3+
, Tb
3+
, Ho
3+
, 
Er
3+
,  Tm
3+
  and/or  Yb
3+
  ions,  studied  by  the  μ-Raman  spectroscopy  and  optical  spectroscopy 
methods, will be presented. In the proposed systems Yb
3+
 ions were used as energy sensitizers 
and the up-converted luminescence originated from the transitions between the energy levels of 
other  co-doped  rare  earth  ions  [5].  It  was  shown  that  all  investigated  systems  exhibited 
multicolor  up-conversion  fluorescence  under  980  nm  laser  irradiation.  The  investigated 
materials  are  very  promising  as  a  new  generation  energy  converters  with  significant  potential 
applications in novel optical devices.  
 
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
450
500
550
600
650
700
750
800
850
 L
u
m
in
e
s
c
e
n
c
e
 I
n
te
n
s
it
y
/ 
a
.u
.
 2473 mW
 2295 mW
 2117 mW
 1879 mW
 1701 mW
 1522 mW
 1284 mW
 1106 mW
  868 mW
  690 mW
  512 mW
Wavelength/ nm
KGW:Yb
3+
/Ho
3+
POWDER
 
Fig. 1. The luminescence spectra of KGW:Yb
3+
/Ho
3+
 powders after excitation at 980 nm. 
 
Keywords: tungstates; rare earths; up-conversion, Raman spectroscopy  
 
Acknowledgment 
This work was supported by the Research Project of the Polish Ministry of Sciences and Higher Education: 
06/65/DSPB/5172.  
 
References  
[1]  S. Sinha, M.K. Mahata, K. Kumar, RSC Adv. 6 (2016) 89642.  
[2]  N. Yao, J. Huang, K. Fu, X. Deng, M. Ding, X. Xu, RSC Adv, 6 (2016) 17546. 
[3]  X. Ding, Q. Wang, Y. Wang, Phys. Chem. Chem. Phys. 18 (2016) 8088. 
[4]  F. Qin, R. Chen, W. Huang, M. Hong, X. Liu, Nat. Nanotechnol. 10 (2015) 237.  
[5]  D. Kasprowicz, P. Głuchowski, M.G. Brik, M.M. Makowski, M. Chrunik, A. Majchrowski, J. Alloys. 
Compd. 684 (2016) 271. 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
99
T4: O–2 
Optical fibers co-doped with rare-earth ions and nanoparticles 
 
Marcin Kochanowicz
1
, Jacek Żmojda
1
, Piotr Miluski
1
, Renata Jadach
2
, 
Maciej Sitarz
2
, and Dominik Dorosz
2
 
 
1 
Department  of  Power  Engineering,  Photonics  and  Lighting  Technology,  Bialystok  University  of 
Technology, 45D Wiejska Street,15-351 Bialystok, Poland, e-mail: [e-mail] 
2 
Department of Silicate Chemistry and Macromolecular Compounds, AGH University of Science and 
Technology, 30 Mickiewicza Av., 30-059 Krakow, Poland 
 
 
Developing  novel rare-earth ion (RE)-doped  optical  fibres for power  amplifiers, lasers and 
broadband  amplified  spontaneous  emission  sources  requires  continuous  improvements  in  the 
optical fiber technology. Perspective solution enabling enhancement of spectroscopic properties 
of  the  laser  glasses  and  optical  fibers  is  dispersion  of  noble  metal  nanoparticles  (NPs)  in  low 
phonon  energy,  fiber  core  glass  co-doped  with  RE.  Enhancement  of  the  luminescence  can  be 
obtained in two ways: by energy transfer from noble metal to RE, by changing the local field of 
the  rare  earth  ions  resulting  from  the  surface  plasmon  resonance  of  interacting  metallic 
nanoparticles [1–3]. Key issues in fabrication of RE/NPs co-doped  optical fibers are: selection 
of  glassy  matrix,  optimization  of  RE/NPs  concentration  and  technology  of  formation  of 
nanoparticles. Antimony and germanate based glasses, due to their good capacity for dissolving 
lanthanides and/or noble metal ions together with their relatively low phonon energies enable to 
conduct effective local field effect, thus creating an attractive matrix for co-doping with RE and 
metal  nanoparticles  (NPs).  Moreover,  good  thermal  stability  makes  them  good  candidates  for 
drawing optical fibers. 
 
In  the  paper  the  effects  of  optical  pumping  diode-laser  on  luminescent  properties  of  RE 
(Yb
3+
/Ho
3+
,  Yb
3+
/Tm
3+
,  Yb
3+
/Eu
3+
)  and  RE/NPs  (Er
3+
/Ag,  Eu
3+
/Ag)  co-doped  antimony  – 
germinate  optical  fibers  have  been  presented.  Technological  aspects  of  formation  of 
nanoparticles in optical fibers have been also discussed. Effect of parameters of heat treatment 
(time and temperature) of the produced optical fibers on their luminescent properties, especially 
RE – AgNPs interaction mechanisms under 395 nm laser excitation was analyzed. Analysis of 
the  possibility  of  formation  of  Ag  nanoparticles  during  the  optical  fiber  drawing  process  was 
also presented. 
 
 
Keywords: optical fiber; noble metal nanoparticles; surface plasmon resonance, RE ions 
 
Acknowledgment 
The project was funded by National Science Centre (Poland) granted on the basis of the decision No. DEC-
2016/21/D/ST7/03453. The COST Action MP1401 "Advanced fibre laser and coherent source as tools for 
society, manufacturing and life science" is also acknowledged. 
 
References 
[1]  M. Eichelbaum, K. Rademann, Adv. Funct. Mater. 19 (2009) 2045. 
[2]  M. Reza Dousti, M. R. Sahar, S. K. Ghoshal, R. J. Amjad, and A. R. Samavati, J. Mol. Struct. 1035 
(2013) 6. 
[3]  O.L. Malta, P.A. Santa-Cruz, G.F. De Sá, F. Auzel, J. Lumin. 33 (1985) 261. 
 
 
 
 
 

---