Nedavno je istraživačka grupa Hu Lilija sa Odeljenja za napredne laserske i optoelektronske funkcionalne materijale Šangajskog instituta za optiku i precizne mašine Kineske akademije nauka (SIPM, CAS) predložila novu šemu zasnovanu na upotrebi Dy{{ 0}} dopirano kvarcno staklo kao laserski materijal žute svjetlosti. zamračivanje izazvano zrakama u staklenim staklima dopiranim Dy na vidljivim talasnim dužinama“ objavljeno u časopisu Američkog keramičkog društva.
Trenutno, žuta laserska svjetlost iz materijala dopiranih Dy3+ ima važne potencijalne primjene u oblastima Bose-Einstein kondenzacije i fotokoagulacione terapije. Matrice fluoridnih vlakana se naširoko koriste kao glavni materijal za vlakna sa vidljivim pojačanjem zbog njihove niske distribucije fonona. Međutim, fluoridna optička vlakna imaju ograničenja kao što su loša hemijska stabilnost i mehanička svojstva, te teški uvjeti pripreme, što značajno povećava troškove i poteškoće pripreme. Nasuprot tome, kvarcna staklena matrica je dobila brz razvoj zbog prednosti odličnih fizičkih, hemijskih i mehaničkih svojstava i dobrih optičkih performansi, te je uspješno realizovala žuti laserski izlaz Dy3+ jona. Međutim, Dy3+-dopirana kvarcna vlakna imaju problem zamračenja fotona pod pobudom plave svjetlosti, što ograničava dalje poboljšanje izlazne snage. Stoga je kako spriječiti zamračenje fotona postao ključni naučni problem u području lasera vidljive svjetlosti.
Istraživački tim predlaže novo rješenje za Dy3+-dopirano kvarcno staklo kako bi se oduprlo fotonskom tamnjenju. Povećanjem odnosa P/Al, shema inhibira formiranje defekata kao što su valorizacija Dy jona i Al-OHC unutar staklene matrice, čime se dramatično smanjuje gubitak apsorpcije izazvan zračenjem. U kvarcnom staklu, Al je uobičajeno korišćeni disperzant za jone retkih zemalja, koji može poboljšati disperziju i rastvorljivost jona retkih zemalja. Međutim, zbog neusklađenosti između valentnog stanja Al3+ u kvarcnom staklu i matriksa Si, defekti kao što je centar šupljine Al-OHC se lako stvaraju nakon apsorpcije određene količine energije (plavo svjetlo, ultraljubičasto zračenje ). Uvođenje P može da formira valentno uravnotežene i stabilne [PAlO4] strukturne grupe sa Al, što inhibira stvaranje defekata povezanih sa Al i time poboljšava otpornost na zatamnjenje svetlosti kvarcnog stakla dopiranog Dy. Ovaj rad pruža podršku za ključne materijale i metode za lasere sa vidljivim vlaknima.
Istraživanje je podržano od strane Nacionalne fondacije za prirodne nauke Kine i drugih programa.
Slika 1 Povišeni odnos P/Al potiskuje defekte izazvane zračenjem u kvarcnom staklu
