近日，我室李明明硕士研究生（第一作者）、许银生副研究员（通讯作者）等人在 Pr3 +掺Ge-Sb-Se-Ga-I硫族化合物玻璃的中红外发射特性方面获得了最新的研究进展，论文题目为：Mid-infrared Emission Properties of Pr3+-doped Ge–Sb–Se–Ga–I Chalcogenide Glasses。相关研究工作在Optical Materials Express Vol. 8, Issue 4, pp. 992-1000 (2018)。（DOI: 10.1364/OME.8.000992）
中红外（MIR）发射材料在医学、环境污染检测、生物学、农业和安全领域具有广泛的应用前景。中红外（MIR）波长范围为3〜5μm，对应于大多数气体、液体和固体相的特征分子吸收和振动能量带，而且位于大气传输窗口内。目标分子的特征吸收，使人们能够检测特定气体，对检测空气中的有害气体或制作过程中的化学反应气体非常有用。生物组织在中红外光谱范围内也具有典型的指纹光谱，用中红外光源可进行生物检测和修饰。在本项工作中，Pr3+离子掺杂的Ge22Sb8Se70-2x（GaI）x（x = 1-5）硫族化物玻璃用于研究中红外光谱性质。研究了玻璃结构以及光学，热学和发光性质。在1.55μm光激发下，发现加入GaI后，在3-5.5μm处的发射强度逐渐增强。并且在4mol％的GaI下达到最强的荧光强度。0.2-1.5mol％Pr 3+掺杂的Ge-Sb-Se-Ga-I玻璃在3.5-5.5μm的波长范围内表现出非常强的荧光强度如图1所示。通过拉曼光谱发现随着GaI的浓度增高玻璃的声子能量得到了一定的降低如图2所示。并且通过基玻璃在高于其玻璃化转变温度（Tg+30℃）下热处理不同的持续时间，通过SEM将GeSe 2和Sb2Se3纳米晶体在玻璃陶瓷内观察到。热处理后，玻璃的3.5-5.5μm发射强度增强并且在热处理10小时后达到最大值如图3所示。
图1. 1.55μmnm激光激发下Pr3+掺杂样品的MIR发射光谱（a）不同GaI浓度的和（b）不同Pr3+离子的浓度
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图1. 1.55μmnm激光激发下Pr3+掺杂样品的MIR发射光谱（a）不同GaI浓度的和（b）不同Pr3+离子的浓度
图3. 在1550nm激光激发下在312℃热处理不同持续时间获得的Ge22Sb8Se62（GaI）4-0.5Pr玻璃和玻璃陶瓷的红外发射光谱。
论文链接：https://www.osapublishing.org/ome/abstract.cfm?uri=ome-8-4-992