Estudio sobre la termometría óptica infrarroja cercana bimodal independiente basada en vitrocerámica bifásica transparente co-dopada con Tm3+/Cr3+

ZHANG Shixue ,  

GUO Shunchi ,  

XU Yong ,  

LIU Xueyun ,  

摘要

El desarrollo de materiales luminiscentes para la termometría óptica bimodal se está convirtiendo en un área de investigación emergente, cuya clave radica en poseer múltiples parámetros fluorescentes sensibles a la temperatura e independientes entre sí. Este artículo propone una estrategia de separación espacial y fabricó una vitrocerámica bifásica transparente co-dopada con Tm3+/Cr3+ en LaF3/Ga2O3. Los análisis estructurales y espectrales muestran que Tm3+ y Cr3+ se incorporan selectivamente en las fases cristalinas de LaF3 y Ga2O3, respectivamente, permitiendo que Tm3+ logre una emisión infrarroja cercana eficiente en el rango de 1300 a 1700 nm bajo la excitación de un diodo láser (LD) a 808 nm, y que Cr3+ presente una vida útil de fluorescencia prolongada en 720 nm bajo excitación a 567 nm. Gracias a esta separación espacial, se suprime el proceso de transferencia de energía entre Tm3+ y Cr3+, permitiendo un modo de termometría de doble canal independiente basado en la relación de intensidad de fluorescencia de los niveles de energía no acoplados de Tm3+ y la vida útil de la fluorescencia de Cr3+, logrando una sensibilidad relativa máxima de 0.85%·K-1 y 0.89%·K-1 a 308 K y 458 K, respectivamente. Los resultados del estudio demuestran que la vitrocerámica bifásica basada en una estrategia de separación espacial puede servir como una matriz ideal para alojar múltiples activadores, proporcionando una referencia para el diseño de materiales para termometría óptica bimodal en el infrarrojo cercano.

关键词

vitrocerámica; Tm3+ y Cr3+; emisión infrarroja cercana; separación espacial; termometría óptica

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