Nd^(3+)掺杂ZnO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系微晶玻璃的制备及光学性能

采用高温熔融法和热处理制备了Nd^(3+)掺杂的尖晶石相的ZnO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系透明微晶玻璃,研究了微晶玻璃热处理条件与光学性能之间的联系。采用差热分析、X射线衍射、紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪对样品的析晶行为和光学性能进行了研究。热处理过的微晶玻璃主要析晶相为尖晶石相MgAl_(2)O_(4)和ZnAl_(2)O_(4),随着晶化处理时间的增加,结晶度先升高后下降,晶粒尺寸增长速率变缓。样品的吸收光谱和发射光谱均表明Nd^(3+)进入了尖晶石相。在488 nm的激发光照射下,微晶玻璃在800 nm-1400 nm范围内出现了3个发射峰,并且发射强度随样品结晶度的增加而增加,结晶时间为1.5 h的样品表现出最优良的荧光效果。1064 nm处的发射峰强度远高于其他两个发射峰,说明Nd^(3+)掺杂的ZnO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系透明微晶玻璃是一种潜在的近红外荧光材料。

Co^(2+)掺杂ZnO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系微晶玻璃的制备及光学性能

本文采用熔融法和热处理制备了Co^(2+)掺杂的ZnO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(ZMAS)系透明微晶玻璃,基于X射线衍射的结果确定了微晶玻璃的主要晶相为ZnAl_(2)O_(4)/MgAl_(2)O_(4),并且随着晶化处理时间的增加,微晶玻璃的物相构成没有发生明显变化,尖晶石相的结晶度和平均晶粒尺寸呈现先增大后减小的趋势。吸收光谱和发射光谱的结果表明Co^(2+)进入了尖晶石相ZnAl_(2)O_(4)/MgAl_(2)O_(4)中,并取代了四面体位置(T_(d))的Zn^(2+)或Mg^(2+)。随着晶化处理时间的增加,样品的吸收光谱强度和发射光谱强度均呈现先升高后降低的趋势,这与X射线衍射结果的变化趋势一致,说明可以通过控制微晶玻璃的结晶度来调控光学性能,这对制备性能优良的微晶玻璃材料具有一定的指导意义。对比了采用不同价态Co的氧化物原料制备的微晶玻璃,结果表明无论是掺杂CoO还是Co_(2)O_(3),微晶玻璃尖晶石相中的Co元素均以Co^(2+)形式存在。此外,将所制备的微晶玻璃材料在1540 nm处的基态吸收截面(σ_(gas))同Co掺杂的其他基体材料进行了对比,发现它有望作为可饱和吸收体应用于调Q激光器中。