近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室提出一種基于稀土離子Tb3+摻雜磷酸鹽作為綠光激光材料的新方案，相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國陶瓷協(xié)會(huì)》(Journal of the American Ceramic Society)上。
稀土離子Tb3+摻雜材料的可見光發(fā)光，在顯示技術(shù)、可見光通信和激光醫(yī)療領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。氟化物玻璃因其低聲子分布而被廣泛用作增益光纖的主體材料。然而，化學(xué)和機(jī)械性能差、制造困難以及昂貴的成本限制其發(fā)展，尋找新的玻璃基質(zhì)材料是科研人員的研究方向和重點(diǎn)。
研究團(tuán)隊(duì)提出一種Dy3+離子敏化的Tb3+摻雜磷酸鹽玻璃實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率、強(qiáng)化學(xué)和機(jī)械性能、制備工藝成熟的激光基質(zhì)材料新方案。采用成熟工藝，制備出光學(xué)性能好、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的稀土摻雜磷酸鹽玻璃，為制備光纖奠定基礎(chǔ);同時(shí)，利用Dy3+離子敏化Tb3+離子，克服Tb3+在藍(lán)光波段吸收弱的缺點(diǎn)，增強(qiáng)其可見光發(fā)光效率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在磷酸鹽玻璃中，Tb3+離子的光學(xué)J-O參數(shù)Ω2和Ω4/Ω6可分別達(dá)到21.60×10–20cm2和0.73。濃度為0.5mol%的Dy3+離子敏化Tb3+離子，泵浦光425nm的能量轉(zhuǎn)移效率高達(dá)55%，541nm的發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)高達(dá)4倍。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得綠光的壽命達(dá)2.86ms。
研究工作得到國家科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國際科技合作重點(diǎn)項(xiàng)目、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、國家自然科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金國際(地區(qū))合作交流項(xiàng)目、中科院國際人才計(jì)劃的支持。
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