Le verre à changement photo-thermique est un matériau fonctionnel utilisé pour la fabrication d’éléments clés en photonique tels que les réseaux de Bragg volumiques, dont le cœur repose sur la formation contrôlée de cristaux de NaF induite par un traitement photo-thermique. Cependant, le mécanisme de régulation de la composition du verre sur le comportement de cristallisation et les propriétés optiques nécessite encore des études approfondies. Cet article étudie systématiquement l’influence du dopage Gd₂O₃ sur la structure et les performances du verre PTR, révélant que le Gd³⁺ joue un rôle de sensibilisateur optique en renforçant efficacement l’intensité d’émission du Ce³⁺ via un mécanisme de transfert d’énergie par résonance (jusqu’à 1,5 fois celle des échantillons non dopés), tout en maintenant une durée de fluorescence stable ; sur le plan thermique et du comportement de cristallisation, le Gd³⁺ montre un effet seuil notable — à une concentration de 0,25 mol%, il agit comme un centre d’amorçage hétérogène favorisant la cristallisation de NaF ; à des concentrations ≥ 0,5 mol%, il agit comme un modificateur du réseau à champ fort, inhibant complètement la précipitation des cristaux de NaF. Cette étude révèle pour la première fois le double mécanisme d’action du Gd³⁺ dans le verre PTR « d’abord promotion puis inhibition », fournissant une base théorique et expérimentale importante pour la conception des compositions de verre PTR répondant à différents besoins fonctionnels (comme le renforcement de l’émission ou le contrôle précis de la cristallisation).

Verre à changement photo-thermique;Gd₂O₃;NaF;sensibilisateur;réseau de Bragg volumique