我國科學家研製新可見光雷射玻璃材料

2020-09-29 中國科學院科技產業網

中國科學院上海光學精密機械研究所高功率雷射單元技術實驗室面向可見光固體與光纖雷射器的發展需求，研究Tb3+/Dy3+共摻的磷酸鹽玻璃。利用Dy3+的敏化作用，解決Tb3+在玻璃基質中小吸收截面的缺點，增強其可見光發光效率。

研究團隊實驗發現，在磷酸鹽玻璃中，敏化效應大幅提高Tb3+離子的光學J-O參數Ω2和Ω4/Ω6（分別可達21.60×10–20cm2和0.73）。

上海光機所高功率雷射單元技術實驗室合成的Tb3+/Dy3+共摻的磷酸鹽玻璃。在450nm雷射照射下磷酸鹽玻璃Tb3+發射高亮度541nm螢光

在濃度為0.5mol%的Dy3+離子敏化效應作用下，Tb3+離子實現55%的泵浦光抽運效率，541nm的螢光發光強度增強4倍。實驗測得Tb3+離子綠光螢光壽命達2.86 ms，在已有的玻璃基質材料報導中結果較優。相關研究成果發表在Journal of the American Ceramic Society上。

利用稀土摻雜玻璃材料搭建的可見光固體/光纖雷射器，在材料加工、顯示技術、可見光通信和雷射醫療領域具有應用潛力。氟化物玻璃因其低聲子分布，目前在可見光波段增益玻璃中使用較多。然而，化學和機械性能差、製造困難以及成本昂貴等限制該材料更廣泛的應用。

上海光機所高功率雷射單元技術實驗室提出的Dy3+離子敏化的Tb3+摻雜磷酸鹽玻璃，為發展低成本、高發光效率、高化學穩定性、高可靠性新型可見光雷射玻璃提供新方向。

來源：上海光學精密機械研究所

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