Studie zur unabhängigen dualmodalen Nahinfrarot-Optischer Temperaturmessung basierend auf einer transparenten zweiphasigen Glaskeramik mit gemeinsamer Dotierung von Tm3+/Cr3+

ZHANG Shixue ,  

GUO Shunchi ,  

XU Yong ,  

LIU Xueyun ,  

摘要

Die Entwicklung lumineszenter Materialien für die dualmodale optische Temperaturmessung wird zu einem zunehmend wichtigen Forschungsthema, dessen Schlüssel darin liegt, mehrere voneinander unabhängige thermosensitive Fluoreszenzparameter gleichzeitig zu besitzen. In dieser Arbeit wird eine räumliche Trennstrategie vorgeschlagen, mit der ein doppelt dotiertes Tm3+/Cr3+ LaF3/Ga2O3 zweiphasiges Glaskeramikmaterial hergestellt wurde. Struktur- und Spektralanalysen zeigen, dass Tm3+ und Cr3+ selektiv in die kristallinen Phasen LaF3 bzw. Ga2O3 eingebaut werden, wodurch Tm3+ eine effiziente Nahinfrarot-Emission im Bereich von 1300~1700 nm unter Anregung durch eine 808-nm-Laserdiode (LD) erreicht und Cr3+ unter 567-nm-Anregung eine verlängerte Fluoreszenzlebensdauer bei 720 nm zeigt. Dank dieser räumlichen Trennung wird der Energietransferprozess zwischen Tm3+ und Cr3+ unterdrückt, wodurch ein unabhängiger Dual-Kanal-Temperaturmessmodus realisiert werden kann, der das Fluoreszenzintensitätsverhältnis thermisch nicht gekoppelte Niveaus von Tm3+ und die Fluoreszenzlebensdauer von Cr3+ nutzt und eine maximale relative Empfindlichkeit von 0,85 % K-1 bei 308 K und 0,89 % K-1 bei 458 K erzielt. Die Ergebnisse zeigen, dass zweiphasige Glaskeramiken auf Basis der räumlichen Trennstrategie als ideale Matrizes zur Aufnahme mehrerer Aktivatoren dienen können und eine Referenz für die Konstruktion dualmodaler Nahinfrarot-Temperaturmessmaterialien bieten.

关键词

Glaskeramik;Tm3+ und Cr3+;Nahinfrarot-Emission;räumliche Trennung;optische Temperaturmessung

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