Abstract

Very intense green and red emission was observed at room temperature from the S43/2 and F49/2 levels of Er3+:Y2O3. A cw diode laser at 975 nm was used as a pump for resonant sequential excitation of the I411/2 and F47/2 levels. The fluorescence was easily visible to the naked eye, even with 27 mW of excitation power. It was found that at 850 mW of cw excitation power the total luminance was 39,000 cd/m2. This corresponds to 100 µW of green emission and 270 µW of red emission.

© 2000 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. J. Silversmith, W. Lenth, and R. M. Macfarlane, Appl. Phys. Lett. 51, 1977 (1987).
    [Crossref]
  2. W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
    [Crossref] [PubMed]
  3. X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
    [Crossref]
  4. B. R. Reddy and P. Venkateswarlu, Appl. Phys. Lett. 64, 1327 (1994).
    [Crossref]
  5. C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
    [Crossref]
  6. G. S. Maciel, C. B. deAraujo, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, Phys. Rev. B 55, 6335 (1997).
    [Crossref]
  7. C. T. M. Ribeiro, A. R. Zanatta, L. A. O. Nunes, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, J. Appl. Phys. 83, 2256 (1998).
    [Crossref]
  8. M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue, and A. Makishima, J. Appl. Phys. 85, 29 (1999).
    [Crossref]
  9. S. R. Luthi, M. Pollnau, and H. U. Gudel, Phys. Rev. B 60, 162 (1999).
    [Crossref]

1999 (3)

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue, and A. Makishima, J. Appl. Phys. 85, 29 (1999).
[Crossref]

S. R. Luthi, M. Pollnau, and H. U. Gudel, Phys. Rev. B 60, 162 (1999).
[Crossref]

1998 (1)

C. T. M. Ribeiro, A. R. Zanatta, L. A. O. Nunes, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, J. Appl. Phys. 83, 2256 (1998).
[Crossref]

1997 (1)

G. S. Maciel, C. B. deAraujo, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, Phys. Rev. B 55, 6335 (1997).
[Crossref]

1996 (1)

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

1994 (1)

B. R. Reddy and P. Venkateswarlu, Appl. Phys. Lett. 64, 1327 (1994).
[Crossref]

1990 (1)

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref] [PubMed]

1987 (1)

A. J. Silversmith, W. Lenth, and R. M. Macfarlane, Appl. Phys. Lett. 51, 1977 (1987).
[Crossref]

Acioli, L. H.

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

Aegerter, M. A.

C. T. M. Ribeiro, A. R. Zanatta, L. A. O. Nunes, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, J. Appl. Phys. 83, 2256 (1998).
[Crossref]

G. S. Maciel, C. B. deAraujo, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, Phys. Rev. B 55, 6335 (1997).
[Crossref]

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

Al-Nuri, M.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

deAraujo, C. B.

G. S. Maciel, C. B. deAraujo, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, Phys. Rev. B 55, 6335 (1997).
[Crossref]

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

Denk, W.

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Florez, A.

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

Ghosal, S.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Gomes, A. S. L.

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

Gudel, H. U.

S. R. Luthi, M. Pollnau, and H. U. Gudel, Phys. Rev. B 60, 162 (1999).
[Crossref]

Inoue, H.

M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue, and A. Makishima, J. Appl. Phys. 85, 29 (1999).
[Crossref]

Inoue, S.

M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue, and A. Makishima, J. Appl. Phys. 85, 29 (1999).
[Crossref]

Krebs, L. J.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Lenth, W.

A. J. Silversmith, W. Lenth, and R. M. Macfarlane, Appl. Phys. Lett. 51, 1977 (1987).
[Crossref]

Liebow, C.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Luthi, S. R.

S. R. Luthi, M. Pollnau, and H. U. Gudel, Phys. Rev. B 60, 162 (1999).
[Crossref]

Macfarlane, R. M.

A. J. Silversmith, W. Lenth, and R. M. Macfarlane, Appl. Phys. Lett. 51, 1977 (1987).
[Crossref]

Maciel, G. S.

G. S. Maciel, C. B. deAraujo, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, Phys. Rev. B 55, 6335 (1997).
[Crossref]

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

Makishima, A.

M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue, and A. Makishima, J. Appl. Phys. 85, 29 (1999).
[Crossref]

Menezes, L. S.

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

Messaddeq, Y.

C. T. M. Ribeiro, A. R. Zanatta, L. A. O. Nunes, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, J. Appl. Phys. 83, 2256 (1998).
[Crossref]

G. S. Maciel, C. B. deAraujo, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, Phys. Rev. B 55, 6335 (1997).
[Crossref]

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

Nagy, A. A.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Nunes, L. A. O.

C. T. M. Ribeiro, A. R. Zanatta, L. A. O. Nunes, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, J. Appl. Phys. 83, 2256 (1998).
[Crossref]

Pollnau, M.

S. R. Luthi, M. Pollnau, and H. U. Gudel, Phys. Rev. B 60, 162 (1999).
[Crossref]

Prasad, P. N.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Pudavar, H. E.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Reddy, B. R.

B. R. Reddy and P. Venkateswarlu, Appl. Phys. Lett. 64, 1327 (1994).
[Crossref]

Ribeiro, C. T. M.

C. T. M. Ribeiro, A. R. Zanatta, L. A. O. Nunes, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, J. Appl. Phys. 83, 2256 (1998).
[Crossref]

Schally, A. V.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Silversmith, A. J.

A. J. Silversmith, W. Lenth, and R. M. Macfarlane, Appl. Phys. Lett. 51, 1977 (1987).
[Crossref]

Soga, K.

M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue, and A. Makishima, J. Appl. Phys. 85, 29 (1999).
[Crossref]

Strickler, J. H.

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Tsuda, M.

M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue, and A. Makishima, J. Appl. Phys. 85, 29 (1999).
[Crossref]

Venkateswarlu, P.

B. R. Reddy and P. Venkateswarlu, Appl. Phys. Lett. 64, 1327 (1994).
[Crossref]

Wang, X.

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Webb, W. W.

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Zanatta, A. R.

C. T. M. Ribeiro, A. R. Zanatta, L. A. O. Nunes, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, J. Appl. Phys. 83, 2256 (1998).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (3)

A. J. Silversmith, W. Lenth, and R. M. Macfarlane, Appl. Phys. Lett. 51, 1977 (1987).
[Crossref]

B. R. Reddy and P. Venkateswarlu, Appl. Phys. Lett. 64, 1327 (1994).
[Crossref]

C. B. deAraujo, L. S. Menezes, G. S. Maciel, L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Y. Messaddeq, A. Florez, and M. A. Aegerter, Appl. Phys. Lett. 68, 602 (1996).
[Crossref]

J. Appl. Phys. (2)

C. T. M. Ribeiro, A. R. Zanatta, L. A. O. Nunes, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, J. Appl. Phys. 83, 2256 (1998).
[Crossref]

M. Tsuda, K. Soga, H. Inoue, S. Inoue, and A. Makishima, J. Appl. Phys. 85, 29 (1999).
[Crossref]

Phys. Rev. B (2)

S. R. Luthi, M. Pollnau, and H. U. Gudel, Phys. Rev. B 60, 162 (1999).
[Crossref]

G. S. Maciel, C. B. deAraujo, Y. Messaddeq, and M. A. Aegerter, Phys. Rev. B 55, 6335 (1997).
[Crossref]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1)

X. Wang, L. J. Krebs, M. Al-Nuri, H. E. Pudavar, S. Ghosal, C. Liebow, A. A. Nagy, A. V. Schally, and P. N. Prasad, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 11081 (1999).
[Crossref]

Science (1)

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Upconverted fluorescence spectrum in the visible region. The excitation wavelength was 975 nm in resonance with the Er3+ transitions I415/2I413/2 and I413/2F47/2.

Fig. 2
Fig. 2

Simplified energy-level scheme for Er3+ with the excitation mechanism.

Fig. 3
Fig. 3

Variation of red and green upconverted fluorescence intensities with pump power. The data are fitted to the solid lines.

Fig. 4
Fig. 4

Photograph of the upconverted fluorescence in Er3+:Y2O3. The excitation wavelength was 975 nm.

Equations (2)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

If=Kγ34R1R22γ21γ32+γ34+R2+γ34R2+R12γ32+2γ34+γ34γ41R2+3R2.
If=AIp21+BIp+CIp2,

Metrics