Le verre à changement photo-thermique est un matériau fonctionnel utilisé pour la fabrication d'éléments photoniques clés tels que les réseaux de Bragg en volume, dont le cœur réside dans la précipitation contrôlée de cristaux de NaF via un traitement induit par photo-thermie. Cependant, les mécanismes de régulation du comportement de cristallisation et des performances optiques en fonction de la composition du verre nécessitent des études approfondies. Cet article étudie systématiquement l'effet du dopage Gd₂O₃ sur la structure et les performances du verre PTR, constatant que Gd³⁺ joue un rôle de sensibilisateur optique, renforçant efficacement l'intensité d'émission de Ce³⁺ (jusqu'à 1,5 fois celle de l'échantillon non dopé) grâce à un mécanisme de transfert d'énergie par résonance, tout en maintenant la durée de vie de fluorescence stable ; en termes de propriétés thermiques et de cristallisation, Gd³⁺ présente un effet seuil marqué — à 0,25 mol% de dopage, il agit comme un centre de nucléation hétérogène favorisant la cristallisation de NaF ; à des concentrations ≥ 0,5 mol%, il agit comme un modificateur de réseau à forte intensité de champ, inhibant complètement la précipitation des cristaux de NaF. Cette étude révèle pour la première fois le double mécanisme « promotion puis inhibition » de Gd³⁺ dans le verre PTR, fournissant une base théorique et expérimentale importante pour la conception des compositions de verre PTR en fonction des exigences fonctionnelles variées telles que l'amplification de l'émission ou le contrôle précis de la cristallisation.

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