Efeito do Gd2O3 nas propriedades ópticas e na cristalização do vidro foto-térmico variável

WANG Yesen ,  

ZHAO Wenxiao ,  

HONG Zhi ,  

QIU Jianbei ,  

XU Yinsheng ,  

摘要

O vidro foto-térmico variável é um material funcional utilizado para a preparação de componentes fotônicos chave, como redes de Bragg volumétricas, cujo princípio central é a precipitação controlada de cristais de NaF por meio de tratamento foto-térmico induzido. No entanto, os mecanismos de controle do comportamento de cristalização e das propriedades ópticas pela composição do vidro ainda precisam de investigação aprofundada. Este artigo investiga sistematicamente o efeito da dopagem com Gd2O3 na estrutura e nas propriedades do vidro PTR, descobrindo que Gd3+ atua como sensibilizador óptico, aumentando efetivamente a intensidade de emissão de Ce3+ através do mecanismo de transferência de energia por ressonância (com aumento máximo de até 1,5 vezes em relação às amostras não dopadas), mantendo a vida útil da fluorescência estável; em termos térmicos e de comportamento de cristalização, Gd3+ apresenta um efeito de limiar significativo — quando a fração molar é 0,25%, atua como centro de nucleação heterogênea promovendo a precipitação dos cristais de NaF; quando a fração molar é ≥ 0,5%, atua como modificador de rede de alta intensidade de campo, suprimindo completamente a precipitação dos cristais de NaF. Este estudo revela o mecanismo duplo de ação do Gd3+ no vidro PTR de "promoção seguida de supressão", fornecendo base teórica e experimental importante para o design de composições de vidro PTR voltadas a diferentes demandas funcionais, como o aumento da emissão ou o controle preciso da cristalização.

关键词

vidro foto-térmico variável;Gd2O3;NaF;sensibilizador;rede de Bragg volumétrica

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