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玻璃组成对Pr3+离子掺杂硫系玻璃物理性质和发光的影响
作者: irglass 时间: 2019-09-02 浏览:480 次

       近日,我室硕士生马诚诚(第一作者)和许银生副研究员(通讯作者)在Journal of the American Ceramic Society期刊上发表了题为“Effect of glass composition on the physical properties and luminescence of Pr3+ ion-doped chalcogenide glasses”的论文。(Journal of the American Ceramic Society. 2019;00:1–8. https ://doi. org/10.1111/jace.16592)

       稀土离子掺杂玻璃是获得中红外宽带光源的有效途径之一,其中Pr3+离子可产生波长范围为3~5.5μm的中红外荧光。在这项工作中,制备了Pr3+离子掺杂Ge20Ga15-xSbxSe65(x = 0, 5, 10, mol%),Ge20Sb15-yInySe65(y = 5, 10, mol%),Ge20Ga15-zInzSe65(z = 0, 5, 10, mol%)和Ge20Ga5Sb10Se60I5玻璃。 分析了这些玻璃的结构单元,热性能和光学性质。 此外,进行了金属离子(Sb,Ga和In),S / Se比和I含量对Pr3+离子的中红外(MIR)发光的影响的综合比较研究。 在1.55μm激光泵浦下,0.2mol%的Pr3+离子掺杂的硫系玻璃在3.5-5.5μm的波长范围内产生强光致发光。 结果表明,含有Sb的玻璃在研究的玻璃中表现出最强的发射强度。 此外,卤素元素I可以降低基质的声子能量,这有利于Pr3+离子的发光,并为开发MIR激光器和放大器提供了重要的可能性。

                                                             

图1. (a)Pr3+离子掺杂玻璃样品的吸收光谱(已移动数据基线)。插图是Pr3+离子掺杂的Ge20In10Sb5Se65玻璃的吸收光谱。 (b)Pr3+离子能级图。

图2. 在1.55μm激光泵浦下的0.2mol%Pr3+离子掺杂样品的MIR发射光谱(a)具有不同Ga浓度的Ge20Ga15-xSbxSe65。 (b)具有不同Ga浓度的Ge20Ga15-zInzSe65。 (c)Ge20Ga5Sb10Se65和Ge20Sb10In5Se65玻璃。 (d)具有不同In浓度的Ge20Sb15-yInySe65

图3. 在1.55μm激光泵浦下0.2 mol%Pr3+离子掺杂的Ge20Ga5Sb10S65,Ge20Ga5Sb10Se65和Ge20Ga5Sb10Se60I5玻璃的MIR发射光谱。