Yb²⁺- 用化酸盐玻璃作为冷温度计光学传感器材料

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光学工程是指光学工程.
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学

背景情况:

• 光学传感器在温度监测方面比电阻探头具有优势.
• 低温温度计需要在非常低的温度下精确的温度测量.
• 伊特 (Yb2+) 离子光发光 (PL) 正在研究其在温度传感方面的潜力.

研究的目的:

• 为了研究Yb²⁺离子光发光的热行为,在玻璃宿主中进行冷温度计.
• 评估Yb²⁺合酸和酸玻璃用于温度传感的性能.
• 为了确定这些光学传感器的灵敏度和操作范围.

主要方法:

• 使用改性化学蒸汽沉积 (MCVD) 制造Yb2+合玻璃预成型.
• 预成型的延长成带有Yb2+合芯的棒.
• 在UV激发 (355nm) 下测量光发光 (PL) 和PL动力学,从2K到300K.
• 使用修改的两级模型进行分析,以确定温度灵敏度.

主要成果:

• 所有用Yb2+合的样本在紫外线激发下都显示出可见的辐射.
• 光发光寿命显示,低温时的温度取决于温度的增加,然后下降到室温.
• 酸玻璃组合表现出更高的灵敏度 (S>28.3μsK-1 ,S_{r>94.4%K-1在30K).}
• 酸预成型提供了10-300K的广泛工作温度范围.

结论:

• Yb2+化酸盐玻璃是光学冷温度计的有希望的材料.
• 酸玻璃主机为低温温度传感提供了增强的性能.
• 开发的光学传感器为低温应用提供了广泛的操作范围和高灵敏度.