近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室提出一種基于稀土離子Tb³⁺摻雜磷酸鹽作為綠光激光材料的新方案，相關研究成果發(fā)表在《美國陶瓷協(xié)會》（Journal of the American Ceramic Society）上。

　　稀土離子Tb³⁺摻雜材料的可見光發(fā)光，在顯示技術、可見光通信和激光醫(yī)療領域具有應用潛力。氟化物玻璃因其低聲子分布而被廣泛用作增益光纖的主體材料。然而，化學和機械性能差、制造困難以及昂貴的成本限制其發(fā)展，尋找新的玻璃基質(zhì)材料是科研人員的研究方向和重點。

激光器450nm照射下的磷酸鹽玻璃

　　研究團隊提出一種Dy³⁺離子敏化的Tb³⁺摻雜磷酸鹽玻璃實現(xiàn)高發(fā)光效率、強化學和機械性能、制備工藝成熟的激光基質(zhì)材料新方案。采用成熟工藝，制備出光學性能好、物理化學性質(zhì)穩(wěn)定的稀土摻雜磷酸鹽玻璃，為制備光纖奠定基礎；同時，利用Dy³⁺離子敏化Tb³⁺離子，克服Tb³⁺在藍光波段吸收弱的缺點，增強其可見光發(fā)光效率。實驗發(fā)現(xiàn)，在磷酸鹽玻璃中，Tb³⁺離子的光學J-O參數(shù)Ω2和Ω4/Ω6可分別達到21.60×10^–20cm²和0.73。濃度為0.5mol%的Dy³⁺離子敏化Tb³⁺離子，泵浦光425nm的能量轉移效率高達55%，541nm的發(fā)光強度增強高達4倍。實驗中測得綠光的壽命達2.86ms。

　　研究工作得到國家科技部重點研發(fā)項目、國際科技合作重點項目、上海市科學技術委員會、國家自然科學基金、國家自然科學基金國際（地區(qū)）合作交流項目、中科院國際人才計劃的支持。