Estudo de termometria óptica independente bimodal no infravermelho próximo baseado em vitrocerâmica bifásica transparente codopada com Tm3+/Cr3+

ZHANG Shixue ,  

GUO Shunchi ,  

XU Yong ,  

LIU Xueyun ,  

摘要

O desenvolvimento de materiais emissores para termometria óptica bimodal está se tornando um tema de pesquisa emergente, cujo ponto-chave é a posse simultânea de múltiplos parâmetros fluorescentes sensíveis à temperatura e independentes entre si. Este artigo propõe uma estratégia de separação espacial, preparando uma vitrocerâmica bifásica transparente codopada com Tm3+/Cr3+ em LaF3/Ga2O3. As análises estrutural e espectral indicam que Tm3+ e Cr3+ se incorporam seletivamente nas fases cristalinas LaF3 e Ga2O3, respectivamente, permitindo que Tm3+ emita eficientemente na faixa de 1300~1700 nm sob excitação por diodo laser (LD) de 808 nm, e que Cr3+ apresente uma vida útil de fluorescência prolongada em 720 nm sob excitação de 567 nm. Graças a esse isolamento espacial, o processo de transferência de energia entre Tm3+ e Cr3+ é suprimido, possibilitando um modo independente de medição de temperatura de canal duplo utilizando a razão da intensidade da fluorescência dos níveis não acoplados termicamente de Tm3+ e a vida útil da fluorescência de Cr3+, alcançando sensibilidade relativa máxima de 0,85% K-1 a 308 K e 0,89% K-1 a 458 K. Os resultados mostram que a vitrocerâmica bifásica construída com base na estratégia de separação espacial pode servir como matriz ideal para acomodar múltiplos ativadores, fornecendo referência para o projeto de materiais para termometria óptica bimodal no infravermelho próximo.

关键词

vitrocerâmica;Tm3+ e Cr3+;emissão no infravermelho próximo;separação espacial;termometria óptica

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