For nylig har Hu Lilis forskningsgruppe fra Institut for Avancerede Laser og Optoelektroniske Funktionelle Materialer, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences (SIPM, CAS), foreslået en ny ordning baseret på brugen af Dy{{ 0}} doteret kvartsglas som et gult lys lasermateriale. stråleinduceret mørkfarvning i Dy-dopede silicaglas ved synlige bølgelængder" offentliggjort i Journal of the American Ceramic Society.
I øjeblikket har gult laserlys fra Dy3+-doterede materialer vigtige potentielle anvendelser inden for områderne Bose-Einstein-kondensering og fotokoagulationsterapi. Fluorfibermatricer er meget udbredt som hovedmaterialet i synlige forstærkningsfibre på grund af deres lave fononfordeling. Imidlertid har optiske fluoridfibre begrænsninger såsom dårlig kemisk stabilitet og mekaniske egenskaber og barske fremstillingsbetingelser, som væsentligt øger omkostningerne og vanskeligheden ved fremstillingen. I modsætning hertil har kvartsglasmatrix opnået hurtig udvikling på grund af fordelene ved fremragende fysiske, kemiske og mekaniske egenskaber og god optisk ydeevne, og har med succes realiseret det gule laseroutput af Dy3+-ioner. Dy3+-doterede kvartsfibre har dog problemet med, at foton bliver mørkere under excitation af blåt lys, hvilket begrænser den yderligere forbedring af udgangseffekten. Derfor er hvordan man hæmmer fotonformørkelse blevet et centralt videnskabeligt problem inden for lasere til synligt lys.
Forskerholdet foreslår en ny løsning til Dy3+-doteret kvartsglas for at modstå foton-mørkning. Ved at øge P/Al-forholdet hæmmer skemaet dannelsen af defekter såsom Dy-ion-valorisering og Al-OHC inde fra glasmatrixen, hvilket reducerer det bestrålingsinducerede absorptionstab dramatisk. I kvartsglas er Al et almindeligt anvendt dispergeringsmiddel til sjældne jordarters ioner, som kan forbedre spredningen og opløseligheden af sjældne jordarters ioner. Men på grund af misforholdet mellem valenstilstanden af Al3+ i kvartsglas og matrixen Si, genereres defekter såsom hulrumscentret Al-OHC let efter absorbering af en vis mængde energi (blåt lys, ultraviolet bestråling ). Introduktionen af P er i stand til at danne valensafbalancerede og stabile [PAlO4] strukturelle grupper med Al, hvilket hæmmer dannelsen af Al-relaterede defekter og dermed forbedrer lysmørkningsmodstanden af Dy-dopet kvartsglas. Dette arbejde giver nøglemateriale og metodeunderstøttelse til synlige fiberlasere.
Forskningen blev støttet af National Natural Science Foundation of China og andre programmer.
Fig. 1 Forhøjet P/Al-forhold undertrykker strålingsinducerede defekter i kvartsglas
