Baru-baru ini, kumpulan penyelidik Hu Lili daripada Jabatan Bahan Fungsian Laser dan Optoelektronik Termaju, Institut Optik dan Jentera Ketepatan Shanghai, Akademi Sains China (SIPM, CAS), telah mencadangkan skim baharu berdasarkan penggunaan Dy{{ 0}} kaca kuarza doped sebagai bahan laser cahaya kuning. penggelapan akibat sinar dalam gelas silika berdop Dy pada panjang gelombang yang boleh dilihat" diterbitkan dalam Journal of the American Ceramic Society.
Pada masa ini, cahaya laser kuning daripada bahan doped Dy3+ mempunyai potensi aplikasi penting dalam bidang pemeluwapan Bose-Einstein dan terapi fotokoagulasi. Matriks gentian fluorida digunakan secara meluas sebagai bahan utama gentian keuntungan yang boleh dilihat kerana taburan fononnya yang rendah. Walau bagaimanapun, gentian optik fluorida mempunyai batasan seperti kestabilan kimia dan sifat mekanikal yang lemah, dan keadaan penyediaan yang keras, yang meningkatkan kos dan kesukaran penyediaan dengan ketara. Sebaliknya, matriks kaca kuarza telah mendapat perkembangan pesat kerana kelebihan sifat fizikal, kimia dan mekanikal yang sangat baik serta prestasi optik yang baik, dan telah berjaya merealisasikan output laser kuning bagi ion Dy3+. Walau bagaimanapun, gentian kuarza berdop 3+-Dy mempunyai masalah penggelapan foton di bawah pengujaan cahaya biru, yang mengehadkan penambahbaikan lagi kuasa output. Oleh itu, bagaimana untuk menghalang penggelapan foton telah menjadi masalah saintifik utama dalam bidang laser cahaya yang boleh dilihat.
Pasukan penyelidik mencadangkan penyelesaian baharu untuk Dy3+-kaca kuarza terdop untuk menentang kegelapan foton. Dengan meningkatkan nisbah P/Al, skema menghalang pembentukan kecacatan seperti pengevalan ion Dy dan Al-OHC dari dalam matriks kaca, dengan itu secara mendadak mengurangkan kehilangan penyerapan akibat penyinaran. Dalam kaca kuarza, Al ialah penyerakan yang biasa digunakan untuk ion nadir bumi, yang boleh meningkatkan penyebaran dan keterlarutan ion nadir bumi. Walau bagaimanapun, disebabkan ketidakpadanan antara keadaan valens Al3+ dalam kaca kuarza dan matriks Si, kecacatan seperti pusat rongga Al-OHC mudah dihasilkan selepas menyerap sejumlah tenaga (cahaya biru, penyinaran ultraungu ). Pengenalan P mampu membentuk kumpulan struktur [PAlO4] seimbang valens dan stabil dengan Al, yang menghalang pembentukan kecacatan berkaitan Al dan dengan itu meningkatkan rintangan gelap gelap kaca kuarza Dy-doped. Kerja ini menyediakan bahan utama dan sokongan kaedah untuk laser gentian yang boleh dilihat.
Penyelidikan ini disokong oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China dan program lain.
Rajah 1 Nisbah P/Al yang dinaikkan menghalang kecacatan akibat penyinaran dalam kaca kuarza
