稀土离子掺杂高硅氧玻璃的光谱特性和激光性能研究

石英玻璃具有低膨胀﹑耐热冲击﹑高机械强度和化学稳定性等优点，是稀土离子掺杂基质材料的优良选择。但稀土离子在石英玻璃中容易自发形成团簇产生浓度淬灭效应，难制备成激光玻璃，四十多年来各国科学家一直在试图解决这一关键性科学问题，但尚未找到合适的方法。玻璃工业中曾用烧结的纳米微孔玻璃来代替石英玻璃，据此，我们提出了可以用纳米微孔玻璃的高比表面特性和比熔融温度低得多的烧结工艺来抑制稀土离子团簇的自发形成，以制备成高效发光石英玻璃和激光玻璃的方法。我们将稀土离子浸入氧化硅含量超过96%的微孔玻璃中,并在适当气氛中烧结，初步显示该方法可行，已制得多种颜色的发强光玻璃，部分玻璃的发光效率已接近于1。本课题拟将研究稀土离子掺杂高硅氧玻璃在近红外区的发光性能， 制备出新型的激光玻璃。为此，需要进一步对这种玻璃的制备﹑发光机理和光谱性能进行基础研究，提高发光性能，用半导体激光激发，产生激光输出，奠定实用化基础。