在光纤中嵌入Pr³⁺-doped YPO₄纳米晶体

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光电学是指光电子产品.
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 开发具有增强发光性能的新型光纤对于先进的光子应用至关重要.
• 将稀土合纳米晶体融入光纤中需要方法来保持纳米晶体的光学完整性.
• 以前的方法通常在纤维制造过程中难以保持剂的发光特性.

研究的目的:

• 为制造光纤提出一种新的玻璃粉-纳米晶合方法.
• 为了将YPO4:Pr3+纳米晶体纳入基于P2O5的玻璃光纤.
• 描述由此产生的合光纤的光学和发光性质.

主要方法:

• 合成YPO4:Pr3+纳米晶体 (NCs) 使用共沉和热水方法,优化大小 (<100 nm) 和Pr3+度 (0.2 mol%).
• 选择一个不含二氧化P2O5的玻璃芯,其折射率 (n=1.788) 与NCs相匹配.
• 在玻璃粉末-NC混合物预烧结后,通过修改的粉末在管中方法制造光纤预成型,然后进行纤维绘制.

主要成果:

• 合YPO4:Pr3+的光纤表现出与合成的NC相一致的发光特性,在600nm (1D2-3H4过渡) 显示出明显的Pr3+发射.
• 在488nm激发下,在156 ± 5μs时测量了1D2水平的辐射寿命,证实了保留的NC特性.
• TEM-EDS和FIB-SEM分析证实了YPO4:Pr3+NC在光纤核心区域内的分布.

结论:

• 玻璃粉-NCs兴奋剂方法对于生产具有保存良好纳米晶体发光特性的光纤是有效的.
• 制造的YPO4:Pr3+合光纤显示了积极光子设备应用的有希望的特性,包括激光.
• 这项工作为开发先进的活性光纤材料建立了新的途径.