光熱可変ガラスは、体積ブラッグ格子などの重要なフォトニック素子を作製するための機能性材料であり、その核心は光熱誘起処理によって制御可能なNaF結晶の析出を実現することである。しかしながら、ガラス組成が結晶析出挙動および光学特性を調整するメカニズムは未だに深く解明されていない。本研究では、Gd₂O₃ドープがPTRガラスの構造および性能に与える影響を系統的に調査し、Gd³⁺が光学的にセンシタイザーとして作用し、共鳴エネルギー移動機構によりCe³⁺の発光強度を効果的に増強（未ドープ試料の最大1.5倍まで）し、蛍光寿命は安定していることを発見した。熱的および結晶析出挙動の観点から、Gd³⁺は顕著な閾値効果を示し、ドープモル分率が0.25%のときにはヘテロ核生成中心としてNaF結晶の析出を促進し、モル分率が0.5%以上では高場強ネットワーク修飾体として働き、NaF結晶の析出を完全に抑制する。本研究はPTRガラスにおけるGd³⁺の「促進から抑制への」二重作用メカニズムを明らかにし、発光の強化や結晶析出の精密制御など、異なる機能的要求に応じたPTRガラス組成設計に重要な理論的・実験的根拠を提供する。

光熱可変ガラス;Gd₂O₃;NaF;センシタイザー;体積ブラッグ格子