上海光机所提出磷酸盐玻璃作为可见光激光材料的新方案

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室提出一种基于稀土离子Tb³⁺掺杂磷酸盐作为绿光激光材料的新方案，相关研究成果发表于《美国陶瓷协会》(Journal of the American Ceramic Society)杂志。

稀土离子Tb³⁺掺杂材料的可见光发光，在显示技术、可见光通信和激光医疗领域具有重要应用潜力。氟化物玻璃由于其低声子分布而被广泛用作增益光纤的主体材料。然而，化学和机械性能差、制造困难和昂贵的成本限制了其进一步的发展。寻找新的玻璃基质材料是科研人员研究的方向和重点。

研究团队提出一种Dy³⁺离子敏化的Tb³⁺掺杂磷酸盐玻璃实现高发光效率、强化学和机械性能以及制备工艺成熟的激光基质材料的新方案。一方面，采用成熟的工艺，成功制备出光学性能好、物理化学性质稳定的稀土掺杂磷酸盐玻璃，为进一步制备光纤奠定了基础。另一方面，利用Dy³⁺离子敏化Tb³⁺离子，克服了Tb³⁺在蓝光波段吸收弱的缺点，大大增强了其可见光发光效率。实验发现，在磷酸盐玻璃中，Tb³⁺离子的光学J-O参数Ω₂和Ω₄/Ω₆可分别达到21.60×10^–20cm²和0.73。浓度为0.5mol%的Dy³⁺离子敏化Tb³⁺离子，泵浦光425nm的能量转移效率高达55%，541nm的发光强度增强高达4倍。实验中测得绿光的寿命达2.86ms。

 

激光器450nm照射下的磷酸盐玻璃

相关研究得到了国家科技部重点研发项目、国际科技合作重点项目、上海市科委、国家自然科学基金、国家自然科学基金国际（地区）合作交流项目、中科院国际人才计划的支持。 

原文链接：https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jace.17391