近日，上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室选择ZBLAN基质，通过Dy³⁺共掺杂，显著提高了Tb³⁺的发光。同时，结合全面的光学性能测试，研究了Dy³⁺与Tb³⁺之间的能量传递机制，相关研究成果发表于Journal of Luminescence。
　　可见光激光尤其是绿光波段，因其人眼敏感、水中穿透能力较强等特点，在激光医疗、海底探测、金属加工等方面有着重要的应用。其中，Tb³⁺离子因具有相对简单的能级结构，成为了绿光发射的潜在的激活离子。然而，其蓝紫光区域吸收截面较低，限制了其高功率激光输出。因此，提高Tb³⁺离子在蓝紫光区域的吸收截面，增强其绿光发射强度，对实现其大功率输出显得尤为关键。此外，共掺敏化离子作为一种可以有效增强目标离子发光强度的途径，得到了众多研究者的青睐。以往研究表明，Dy³⁺可以有效增强Tb3+的发光。但是，以往的研究都聚焦在氧化物玻璃基质，对于氟化物玻璃基质尚未有相关报道。而目前报道的成功实现可见光激光输出都集中于氟化物基质，因此，研究Dy³⁺离子在氟化物基质中对Tb³⁺的敏化作用具有重要意义。
　　研究发现，共掺Dy³⁺离子不仅可以提高氟化物玻璃的抗析晶能力，同时可以显著增强Tb³⁺离子的发光。具体地，Dy³⁺到Tb³⁺的能量传递效率可达27.41%，且Tb³⁺:Dy³⁺离子的最佳比为2:0.5，在该浓度比以及最佳激发波长350nm下，发光比掺杂同等Tb³⁺离子浓度增强1.5倍。此外，研究还表明，在氟化物基质中，存在较明显的Tb3+到Dy3+的反向传递过程。详细的能量传递机制如图1所示。
　　相关研究得到了国家自然科学基金等支持。
　　原文链接：Boosting visible luminescence of Tb³⁺-activated ZBLAN fluoride glasses by Dy³⁺ co-doping

能量传递机制

责任编辑：张婧睿