B2O3改性亚碲酸盐玻璃中Er3+/Ce3+共掺杂的1.53 μm荧光增强与热稳定性提升

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本研究论文探讨了在Er3+和Ce3+共掺杂亚碲酸盐玻璃中引入高声子能量氧化物B2O3以改善1.53微米波段的荧光性能以及提高玻璃基质的热稳定性。作者来自宁波大学信息科学与工程学院,通过实验手段对样品的吸收光谱、上转换发射光谱、荧光发射光谱、荧光寿命、拉曼光谱以及差示扫描 calorimetry (DSC) 曲线进行了系统测量和分析。 首先,研究人员通过调整TeO2-ZnO-Na2O的配比将B2O3引入到玻璃材料中,其目的是优化Er3+离子的1.53微米波段荧光强度。他们发现,B2O3的存在可能通过降低非辐射衰减和增强能量转移效率来增强Er3+的发光效率。这表明B2O3作为助掺杂剂,可能有助于改善Er3+的光学活性中心周围的能量传递过程,从而提高整体荧光性能。 此外,实验结果还显示,B2O3的引入显著提高了玻璃基质的热稳定性。这可能是由于B2O3的引入增强了玻璃网络结构的键合强度,使得玻璃在高温下更不易发生结构变化或析晶,从而保持了较高的热稳定性。这对于许多需要耐高温应用的光学器件,如光纤通信、激光器或光放大器等领域具有重要的实际价值。 通过拉曼光谱的分析,可以进一步了解Er3+和Ce3+掺杂对玻璃振动模式的影响,这有助于揭示它们之间可能存在的协同效应。同时,DSC曲线的测量则提供了关于玻璃热稳定性的定量数据,如玻璃转变温度(Tg)和玻璃化转变区间,这些参数对于评估材料的实用性和耐热性能至关重要。 总结来说,这篇研究不仅深入探讨了Er3+和Ce3+共掺杂亚碲酸盐玻璃中的荧光增强机制,还揭示了B2O3作为辅助掺杂剂对提高玻璃热稳定性的作用。这些发现为设计和优化具有高效1.53微米波段荧光和良好热稳定性的亚碲酸盐玻璃材料提供了关键的理论依据和技术支持。