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Pr3 +掺杂Ge-Sb-Se-Ga-I硫系玻璃的中红外荧光特性的研究
作者: irglass 时间: 2018-05-28 浏览:3,715 次

    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