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Ge₂₀Ga_15-xSb_xSe₆₅（x = 0, 5, 10, mol％），Ge₂₀Sb_15-yIn_ySe₆₅（y = 5, 10, mol％），Ge₂₀Ga_15-zIn_zSe₆₅（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Ge₂₀Ga_15-xSb_xSe₆₅。 （b）具有不同Ga浓度的Ge₂₀Ga_15-zIn_zSe₆₅。 （c）Ge₂₀Ga₅Sb₁₀Se₆₅和Ge₂₀Sb₁₀In₅Se₆₅玻璃。 （d）具有不同In浓度的Ge₂₀Sb_15-yIn_ySe₆₅。

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。