신형 Al2O3-CaO-ZnO 유리 제조 및 Er3+의 2.7 μm 중적외선 발광 특성

LIU Yin ,  

WAN Jie ,  

XIAO Yongbao ,  

YU Dechao ,  

摘要

3 μm 대역의 중적외선 광섬유 레이저는 생물의료, 환경 모니터링 및 군사 등 분야에서 중요한 응용 전망을 가지고 있으며, 국내외에서 널리 주목받고 연구되고 있다. 낮은 포논 에너지와 고효율 및 안정성을 갖춘 중적외선 유리는 광섬유 레이저의 핵심 작동 매질로서 3 μm 대역 중적외선 레이저 구현의 중요한 기초이다. 본 논문에서는 용융-급냉법으로 Er3+ 이온이 도핑된 신형 Al2O3-CaO-ZnO 유리를 제조하였으며, 열분석, 라만 분광, 투과광 스펙트럼 및 광발광 스펙트럼 등을 통해 유리의 열역학적 특성, 구조, 투과 파장 범위 및 중적외선 발광 성능을 특성화하였다. 결과는 Al2O3-CaO-ZnO 유리가 높은 유리전이온도(~750 ℃), 낮은 포논 에너지(~780 cm-1), 넓은 투과 파장 범위(0.5~5 μm)를 가지며, 980 nm 레이저 여기 하에 Er3+ 도핑 유리에서 뚜렷한 2.7 μm (Er3+:4I11/2→4I13/2) 대역 형광 발광을 관찰하였다. 연구 결과는 Al2O3-CaO-ZnO 계 유리가 우수한 중적외선 레이저 기질 재료임을 나타낸다.

关键词

알루미네이트 유리; Er3+ 도핑; 2.7 μm 발광; 중적외선 발광

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