Nedávno výzkumná skupina Hu Lili z Oddělení pokročilých laserových a optoelektronických funkčních materiálů, Šanghajský institut optiky a přesných strojů, Čínská akademie věd (SIPM, CAS), navrhla nové schéma založené na použití Dy{{ 0}} dopované křemenné sklo jako materiál pro laser se žlutým světlem. paprskem indukované ztmavení v křemičitých sklech dopovaných Dy na viditelných vlnových délkách“ publikované v Journal of the American Ceramic Society.
V současné době má žluté laserové světlo z materiálů dopovaných Dy3+ důležité potenciální aplikace v oblasti Bose-Einsteinovy kondenzační a fotokoagulační terapie. Matrice z fluoridových vláken jsou široce používány jako hlavní materiál vláken s viditelným ziskem kvůli jejich nízkému rozložení fononů. Nicméně fluoridová optická vlákna mají omezení, jako je špatná chemická stabilita a mechanické vlastnosti a drsné podmínky přípravy, které podstatně zvyšují náklady a obtížnost přípravy. Naproti tomu matrice z křemenného skla získala rychlý vývoj díky výhodám vynikajících fyzikálních, chemických a mechanických vlastností a dobré optické výkonnosti a úspěšně realizovala výstup žlutého laseru Dy3+ iontů. Křemenná vlákna dopovaná Dy3+- však mají problém s tmavnutím fotonů při excitaci modrého světla, což omezuje další zlepšení výstupního výkonu. Proto se jak zabránit ztmavnutí fotonů stalo klíčovým vědeckým problémem v oblasti laserů ve viditelném světle.
Výzkumný tým navrhuje nové řešení pro křemenné sklo s příměsí Dy3+-, které brání ztmavnutí fotonů. Zvýšením poměru P/Al schéma inhibuje tvorbu defektů, jako je zhodnocování iontů Dy a Al-OHC ze skleněné matrice, čímž se dramaticky snižuje ztráta absorpce vyvolaná ozářením. V křemenném skle je Al běžně používaným disperzantem pro ionty vzácných zemin, který může zlepšit disperzi a rozpustnost iontů vzácných zemin. V důsledku nesouladu mezi valenčním stavem Al3+ v křemenném skle a matricí Si se však defekty, jako je střed dutiny Al-OHC, snadno generují po absorpci určitého množství energie (modré světlo, ultrafialové záření ). Zavedení P je schopno vytvořit s Al valenčně vyvážené a stabilní strukturní skupiny [PAlO4], což inhibuje tvorbu defektů souvisejících s Al a tím zlepšuje odolnost křemenného skla dopovaného Dy vůči světlu. Tato práce poskytuje klíčový materiál a metodickou podporu pro viditelné vláknové lasery.
Výzkum podpořila National Natural Science Foundation of China a další programy.
Obr. 1 Zvýšený poměr P/Al potlačuje defekty v křemenném skle způsobené ozářením
