اخیراً، گروه تحقیقاتی هو لیلی از دپارتمان لیزرهای پیشرفته و مواد کاربردی اپتوالکترونیک، مؤسسه اپتیک و ماشینهای دقیق شانگهای، آکادمی علوم چین (SIPM، CAS)، طرح جدیدی را بر اساس استفاده از Dy{{{{ 0}} شیشه کوارتز دوپ شده به عنوان یک ماده لیزر نور زرد. تیره شدن ناشی از اشعه در شیشه های سیلیسی با دوپ Dy-Doped در طول موج های مرئی" منتشر شده در مجله American Ceramic Society.
در حال حاضر، نور لیزر زرد از مواد دوپ شده Dy3+ کاربردهای بالقوه مهمی در زمینههای تراکم بوز-اینشتین و درمان انعقاد نوری دارد. ماتریس های فیبر فلوراید به دلیل توزیع فونون کم به طور گسترده ای به عنوان ماده اصلی الیاف بهره قابل مشاهده استفاده می شوند. با این حال، فیبرهای نوری فلوراید دارای محدودیت هایی مانند پایداری شیمیایی و خواص مکانیکی ضعیف و شرایط سخت آماده سازی هستند که به طور قابل توجهی هزینه و دشواری آماده سازی را افزایش می دهد. در مقابل، ماتریس شیشه کوارتز به دلیل مزایای خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی عالی و عملکرد نوری خوب، توسعه سریعی یافته است و خروجی لیزر زرد یونهای Dy3+ را با موفقیت محقق کرده است. با این حال، الیاف کوارتز دوپ شده Dy{3}}مشکل تیره شدن فوتون تحت تحریک نور آبی را دارند که بهبود بیشتر توان خروجی را محدود میکند. بنابراین، نحوه مهار تاریک شدن فوتون به یک مشکل علمی کلیدی در زمینه لیزرهای نور مرئی تبدیل شده است.
تیم تحقیقاتی راه حل جدیدی برای شیشه کوارتز دوپ شده Dy3+-برای مقاومت در برابر تیره شدن فوتون پیشنهاد می کند. با افزایش نسبت P/Al، این طرح از تشکیل عیوب مانند ارزش گذاری یون Dy و Al-OHC از درون ماتریس شیشه ای جلوگیری می کند، بنابراین به طور چشمگیری کاهش جذب ناشی از تابش را کاهش می دهد. در شیشه کوارتز، Al یک پراکنده متداول برای یون های خاکی کمیاب است که می تواند پراکندگی و حلالیت یون های خاکی کمیاب را بهبود بخشد. با این حال، به دلیل عدم تطابق بین حالت ظرفیت Al{3}} در شیشه کوارتز و ماتریس Si، عیوب مانند مرکز حفره Al-OHC به راحتی پس از جذب مقدار مشخصی انرژی (نور آبی، تابش فرابنفش) ایجاد میشوند. ). معرفی P میتواند گروههای ساختاری متعادل و پایدار [PAlO4] را با Al تشکیل دهد، که از تشکیل نقصهای مرتبط با Al جلوگیری میکند و بنابراین مقاومت شیشههای کوارتز دوپ شده در برابر تاریکی نور را بهبود میبخشد. این کار مواد و روش کلیدی را برای لیزرهای فیبر مرئی فراهم می کند.
این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین و سایر برنامه ها پشتیبانی شد.
شکل 1 افزایش نسبت P/A نقص های ناشی از تابش در شیشه کوارتز را سرکوب می کند
