从向上转换的多模式发光温度计到基于Er3+,Yb3+发射的比度视觉功率密度计
Anam Javaid1, Maja Szymczak1, Lukasz Marciniak1
1Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences, Okólna 2, 50-422 Wrocław, Poland. l.marciniak@intibs.pl.
Materials horizons
|October 8, 2025
概括
这项研究引入了一种新材料Na3Sc2(PO4)3:Er3+,Yb3+,用于先进的远程温度和光功率密度传感. 它可以实现多式传感和视觉成像,提供高灵敏度和前所未有的光功率密度可视化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 频谱学是一种光谱学.
- 传感技术 传感技术
背景情况:
- 开发用于精确遥感的先进材料对于各种科学和工业应用至关重要.
- 添加稀土离子的发光材料提供了独特的光学特性,可用于传感应用.
- 现有的传感技术往往缺乏多式联通能力或对光功率密度的视觉反.
研究的目的:
- 为了研究Na3Sc2(PO4)3:Er3+,Yb3+在多模式远程温度传感方面的潜力.
- 开发一种视觉发光光学功率密度传感器,利用热变化和光学加热的协同效应.
- 为了证明这种材料对二维光学功率密度成像的能力.
主要方法:
- 使用热诱导的Na3Sc2(PO4)3:Er3+,Yb3+的光谱特性变化进行比度温度传感.
- 分析不同的排放强度比 (例如,2H11/2 → 4I15/2 和 4S3/2 → 4I15/2) 来确定温度.
- 研究热发射变化与光学加热之间的协同作用,用于光学功率密度传感和成像.
主要成果:
- 在三个不同的比度温度传感模式中,获得了2.8%K-1,3%K-1和1.8%K-1的最大相对灵敏度.
- 开发了一种视觉光学功率密度传感器,相对灵敏度为SRx = 1.0% W−1 cm2和SRy = 0.9% W−1 cm2在15 W cm−2.2.
- 成功展示了光学功率密度的二维成像,使功率分布的空间可视化成为可能.
结论:
- Na3Sc2(PO4)3:Er3+,Yb3+是一种多功能材料,用于高灵敏度的多式远程温度传感.
- 这项工作介绍了第一个视觉发光光学功率密度传感器,为光学功率测量开辟了新的途径.
- 该材料的2D光学功率密度成像能力为空间功率分布分析提供了强大的工具.
