【產(chǎn)通社，4月30日訊】中國科學院上海光學精密機械研究所（Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics）官網(wǎng)消息，其先進激光與光電功能材料部胡麗麗研究員課題組提出一種基于稀土離子Dy3+摻雜石英玻璃作為黃光激光材料的新方案，相關研究成果以“Effect of P/Al ratio on the X-ray induced darkening in Dy-doped silica glasses at visible wavelengths”發(fā)表于Journal of the American Ceramic Society。

目前，Dy3+摻雜材料的黃光激光在玻色-愛因斯坦凝聚、光凝治療等領域具有重要應用潛力。氟化物光纖基質(zhì)由于其低聲子分布而被廣泛用作可見光增益光纖的主體材料。然而，氟化物光纖存在化學穩(wěn)定性和機械性能不好、制備條件苛刻等限制，這大幅增加了制備成本和難度。相比之下，石英玻璃基質(zhì)因具有物化性能和機械性能優(yōu)異、光學性能好的優(yōu)勢而獲得了快速發(fā)展，并成功實現(xiàn)了Dy3+離子的黃光激光輸出。然而，摻Dy3+石英光纖在藍光的激發(fā)下存在光子暗化的問題，限制了輸出功率的進一步提升。因此，如何抑制光暗化成為了可見光激光器領域亟需解決的關鍵科學問題。

研究團隊提出一種抗光子暗化型摻Dy3+石英玻璃的新方案。該方案通過提升P/Al比，從玻璃基質(zhì)內(nèi)部抑制了Dy離子變價以及Al-OHC等缺陷的形成，從而大幅降低了輻照引起的吸收損耗。石英玻璃中，Al是常用的稀土離子分散劑，可以提高稀土離子的分散性和溶解度。但由于Al3+在石英玻璃中的價態(tài)與基質(zhì)Si不匹配，在吸收一定能量后（藍光、紫外線輻照）很容易產(chǎn)生空穴中心Al-OHC等缺陷。引入P，能夠與Al形成價態(tài)平衡且穩(wěn)定的[PAlO4]結構基團，這抑制了Al相關缺陷的形成，從而提升了摻Dy石英玻璃的抗光暗化性能。該工作為可見光光纖激光器提供關鍵材料和方法支撐。

相關研究得到了國家自然科學基金等項目的支持。查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://siom.cas.cn/xwzx/kydt/202404/t20240416_7103094.html、https://doi.org/10.1111/jace.19714。（張怡，產(chǎn)通數(shù)造）    （完）