Bảng 3.7. Thời gian sống tính toán và thực nghiệm, xác suất chuyển dời không phát xạ, hiệu suất lượng tử của các mẫu thuỷ tinh tellurite.
Mẫu τTT (ms) τTN (ms) WKPX (s-1) η (%)
G30 1,554 1,443 49,50 92,85
G40 1,506 1,425 37,74 94,62
G50 1,445 1,392 24,35 96,33
Một trong những thành công của lý thuyết JO là có thể đánh giá được thời gian sống của một mức kích thích bất kỳ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chỉ tính thời gian sống của mức 5D4, kết quả thu được lần lượt là 1,554 ms; 1,506 ms và 1,445 ms
cho các mẫu G30, G40 và G50. Để kiểm tra độ tin cậy của các tính toán, chúng tôi tiến hành đo đường cong suy giảm huỳnh quang theo thời gian của mức 5D4 cho tất cả các mẫu. Trong thí nghiệm này mẫu được kích thích bởi xung ánh sáng 350W phát từ đèn Xe, độ dài xung là 80 μs. Sự suy giảm của tín hiệu huỳnh quang được ghi nhận tại bước sóng 542,5 nm (5D4→7F5) với độ phân giải phổ ±10μs. Kết quả thực nghiệm được trình bày trong hình 3.9.
Như chỉ ra trong hình 3.9, các đường cong suy giảm huỳnh quang gần như là các đường exponential đơn. Mặc dù vậy, để thu được kết quả chính xác, chúng tôi tính thời gian sống của mức 5D4 theo công thức [7,8]:
T
N
t I (t ) dt
I (t)dt (3.3)
Hình 3.10. Huỳnh quang suy giảm thời gian của mức 5D4.
Kết quả thu được thời gian sống thực nghiệm là 1,443, 1,425 và 1,392 ms cho các mẫu G30, G40 và G50. Thời gian sống của mức Tb3+:5D4 giảm theo sự tăng của nồng độ B2O3 trong thuỷ tinh. Xu hướng này phù hợp với kết quả tính thời gian sống theo lý thuyết JO. Sự giảm của thời gian sống có liên quan đến sự tăng độ bất đối xứng của môi trường cục bộ xung quanh ion RE3+ do sự tăng của nồng độ B2O3. Ngoài ra, thời gian sống thực nghiệm luôn nhỏ hơn thời gian sống tính toán. Nguyên nhân của sự sai lệch này là do lý thuyết JO coi tất cả các chuyển dời là phát xạ, trong thực tế luôn có các chuyển dời không phát xạ trong ion Tb3+. Các chuyển dời này là
nguyên nhân gây ra sự dập tắt của huỳnh quang cũng như thời gian sống. Xác suất chuyển dời không phát xạ (WKPX, s-1) và hiệu suất lượng tử (η, %) được tính theo các
1 1 (3.4) WKPX TN TT (%) TN (3.5) TT
Kết quả tính xác suất chuyển dời không phát xạ và hiệu suất lượng tử được trình bày trong bảng 3.7. Xác suất chuyển dời không phát xạ giảm, trong khi hiệu suất lượng tử tăng lên với sự tăng của nồng độ B2O3 trong vật liệu.