上海光機(jī)所提出硅酸鹽玻璃作為純藍(lán)光激光材料的新方案
近日,中國(guó)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Nd3+摻雜硅酸鹽作為純藍(lán)光激光材料的新方案,相關(guān)研究成果以“Spectroscopic properties and Stark splitting of Nd3+ ions in different host glasses to obtain pure blue laser”為題于5月27日在線發(fā)表于《發(fā)光學(xué)報(bào)》(Journal of Luminescence)。
稀土離子Nd3+摻雜材料的可見光發(fā)光,在顯示技術(shù)、海底探測(cè)和激光醫(yī)療領(lǐng)域具有重要應(yīng)用潛力。目前獲得純藍(lán)色激光器的主要方式有:1)藍(lán)色激光二極管,2)近紅外激光二極管倍頻以及,3)固體激光器準(zhǔn)三能級(jí)倍頻。這些方法都面臨這光束質(zhì)量低,輸入功率要求高,成本高或者設(shè)備復(fù)雜等一系列問題。尋找新的玻璃基質(zhì)材料是科研人員研究的方向和重點(diǎn)。 研究團(tuán)隊(duì)提出了一種Nd3+離子摻雜硅酸鹽玻璃實(shí)現(xiàn)純藍(lán)光發(fā)光,強(qiáng)化學(xué)和機(jī)械性能以及制備工藝成熟的激光基質(zhì)材料的新方案。首先,研究了硼酸鹽,氟化物,氟磷酸鹽,鍺酸鹽,地酸鹽,磷酸鹽以及硅酸鹽等不同基質(zhì)的玻璃,對(duì)比計(jì)算了其不同的光學(xué)參數(shù)以及分析了不同的光學(xué)性能,研究得出Nd3+摻雜的硅酸鹽玻璃具有較好的性能。在硅酸鹽玻璃中,Nd3+離子的光學(xué)J-O參數(shù)Ω2和Ω4/Ω6可分別達(dá)到5.14×10–20cm2和1.08。4F3/2 → 4I9/2能級(jí)所產(chǎn)生的900 nm藍(lán)光的熒光分支比為43%(圖1),熒光壽命達(dá)到了542.95 μs(圖2)。 圖1.不同基質(zhì)下4Fsub]3/2 → sup]4Isub]9/2能級(jí)發(fā)光強(qiáng)度的熒光分支比 圖2.不同基質(zhì)下4Fsub]3/2 → sup]4Isub]11/2能級(jí)發(fā)光強(qiáng)度的熒光分支比 相關(guān)研究得到了國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)際科技合作重點(diǎn)項(xiàng)目、上海市科委、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際(地區(qū))合作交流項(xiàng)目的支持。 原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022231322002800 |