A közelmúltban Hu Lili kutatócsoportja, a Kínai Tudományos Akadémia (SIPM, CAS) Sanghaji Optikai és Precíziós Gépészeti Intézetének Fejlett Lézer- és Optoelektronikai Funkcionális Anyagok Tanszékének munkatársa egy új sémát javasolt, amely a Dy{{ 0}} adalékolt kvarcüveg sárga fényű lézeranyagként. sugárindukált elsötétülés a festékkel adalékolt szilícium-dioxid üvegekben látható hullámhosszon" című publikációja a Journal of the American Ceramic Society folyóiratban.
Jelenleg a Dy{0}} adalékolt anyagokból származó sárga lézerfény fontos alkalmazási lehetőségeket rejt magában a Bose-Einstein kondenzációs és fotokoagulációs terápia területén. A fluorid szálmátrixokat széles körben használják a látható erősítésű szálak fő anyagaként alacsony fononeloszlásuk miatt. A fluorid optikai szálaknak azonban vannak olyan korlátai, mint például a rossz kémiai stabilitás és mechanikai tulajdonságok, valamint a kemény előállítási körülmények, amelyek jelentősen megnövelik az előállítás költségeit és nehézségeit. Ezzel szemben a kvarcüveg mátrix a kiváló fizikai, kémiai és mechanikai tulajdonságok, valamint a jó optikai teljesítmény előnyeinek köszönhetően gyorsan fejlődött, és sikeresen megvalósította a Dy3+ ionok sárga lézeres kimenetét. A Dy3+-adalékolt kvarcszálaknak azonban az a problémája, hogy a kék fény gerjesztésekor a foton elsötétül, ami korlátozza a kimeneti teljesítmény további javítását. Ezért a fotonsötétedés gátlása kulcsfontosságú tudományos problémává vált a látható fényű lézerek területén.
A kutatócsoport egy új megoldást javasol a Dy{0}}adalékolt kvarcüveghez, amely ellenáll a fotonsötétedésnek. A P/Al arány növelésével a séma gátolja az olyan hibák kialakulását, mint a Dy-ion-valorizáció és az Al-OHC az üvegmátrixon belül, így drámaian csökkenti a besugárzás által kiváltott abszorpciós veszteséget. A kvarcüvegben az Al a ritkaföldfém-ionok általánosan használt diszpergálószere, amely javíthatja a ritkaföldfém-ionok diszperzióját és oldhatóságát. Azonban a kvarcüvegben lévő Al3+ vegyértékállapota és az Si mátrix közötti eltérés miatt bizonyos mennyiségű energia (kék fény, ultraibolya besugárzás) elnyelése után könnyen keletkezhetnek olyan hibák, mint az üregközpont Al-OHC. ). A P bejuttatása alkalmas vegyértékkiegyenlített és stabil [PAlO4] szerkezeti csoportok kialakítására Al-val, ami gátolja az Al-hoz kapcsolódó hibák kialakulását, és ezáltal javítja a festékanyaggal adalékolt kvarcüveg fénysötétedésállóságát. Ez a munka kulcsfontosságú anyag- és módszertámogatást nyújt a látható szálas lézerekhez.
A kutatást a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány és más programok támogatták.
1. ábra A megemelt P/Al arány elnyomja a kvarcüveg besugárzás által kiváltott hibáit
