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Pr3+/Dy3+共掺杂B2O3-TeO2-PbO-ZnO-Li2O-Na2O玻璃的可调谐白光发射
摘要： 本文对共掺杂Dy3?和Pr3?离子的硼碲酸盐基玻璃进行了结构与光学分析。采用传统熔融淬冷法制备玻璃样品，XRD结果表明其具有非晶态特性。通过FTIR光谱探究了样品的官能团及相互作用，TGA/DSC分析确定了玻璃的转变温度。在紫外-可见-近红外波段测定了所有玻璃的光学吸收与发射光谱，运用Tauc法计算了直接与间接光学带隙。当激发波长λexc=388nm时，发光光谱显示在~482nm和~574nm处出现强发射峰，分别对应Dy3?:4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2跃迁。衰减时间数据表明存在Dy3?向Pr3?离子的非辐射能量传递。当激发波长λexc=437nm时，观测到~602nm(橙色)、~487nm(蓝色)和~574nm(黄色)的强发射峰，分别对应Pr3?:1D2→3H4、Pr3?:3P0,1,2→3H4/Dy3?:4F9/2→6H13/2以及Dy3?:4F9/2→6H13/2跃迁（其中Dy3?发射源自Pr3?的能量传递）。CIE色度分析证实通过调节激发波长可产生不同颜色，所有玻璃在λexc=388nm下均能发射白光，而样品(S2-S4)在λexc=437nm时呈现橙红色光。因此，这些玻璃适用于白光LED和固态照明应用。
关键词： 光学吸收，光致发光，白光LED，拉曼光谱，硼碲酸盐玻璃，能量传递
更新于2025-09-23 15:23:52
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掺铒锂铋硼碲酸盐玻璃的浓度依赖性结构与光谱研究及其光纤应用
摘要： 高增益和更优的光学特性是光纤及放大器满足当前技术需求的关键要求。本研究采用熔融淬冷法制备了掺铒锂铋硼碲酸盐玻璃，通过XRD、DSC、紫外-可见-近红外光谱以及发光与衰减技术系统表征了其浓度依赖的结构、光学及发光特性。制备的玻璃呈非晶态，且随铒浓度增加对应带隙能量降低，表明玻璃金属特性增强。FTIR研究显示主要存在硼酸盐基团的不同振动模式。此外，运用Judd-Ofelt理论推导了强度参数、振子强度、分支比、受激发射截面和时间衰减等光学参数，验证了制备玻璃用于光纤应用的实验结果。与其他基质玻璃相比，其受激发射、有效带宽及增益带宽的估算值更高。结果表明：在1.53μm宽带近红外发光光谱中，对应4I13/2→4I15/2最强跃迁峰获得100%分支比。在980nm功率依赖激发下，上转换光谱显示541nm（绿光，4S3/2→4I15/2）和655nm（红光，4F9/2→4I15/2）两个跃迁峰。根据McCumber理论，1mol%铒掺杂玻璃的吸收与发射截面具有更佳匹配值。在C波段（1500-1550nm）实现了约40%的粒子数反转。研究表明该制备玻璃是光纤应用的潜在优选材料。
关键词： 带隙能量、Judd-Ofelt理论、近红外发射、光纤、硼碲酸盐玻璃
更新于2025-09-19 17:13:59
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硼碲酸锌铝玻璃的结构、光学及辐射屏蔽性能
摘要： 本工作采用熔融-淬火-退火法合成了添加锌、铝及碱-碱土金属修饰剂的硼碲酸盐玻璃。制备了六种组成为[(60 - x)B?O?–(10 + x)TeO?–10ZnO–10Al?O?–5Li?O–5MgO]（均为摩尔百分比，x值分别为0、10、20、30、40和50）的玻璃样品。本研究旨在通过将主玻璃形成体从B?O?转变为TeO?，探究其对光学材料性能的影响。为确认这六种玻璃的非晶特性，对所有样品进行了10°至80°范围的X射线衍射表征。测量了室温下200-800 nm波长范围的光学吸收，并计算光学吸收系数α(λ)以确定截止波长。此外，通过质量衰减系数(μ/ρ)和有效原子序数(Zeff)等关键参数，在0.356至1.33 MeV五个能量点评估了K1-K6玻璃的γ光子屏蔽性能。理论值与模拟μ/ρ值无显著差异。有效原子序数结果表明：随着TeO?含量增加，光子衰减增强。含最高量TeO?的K6样品与其它样品相比，γ光子相互作用次数相对较多，从而产生更强的衰减效应，使K6具有更优异的屏蔽性能。
关键词： 有效原子序数、质量衰减系数、伽马光子屏蔽、硼碲酸盐玻璃、光学材料
更新于2025-09-04 15:30:14