武汉理工大学, 硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
围绕含AgCl钠硼硅酸盐玻璃的熔融制备、析晶热处理、高温拉伸及高压还原工艺, 对于玻璃中卤化银纳米棒的形成、定向排布以及对于偏光性能的影响规律进行了研究, 发现卤化银晶粒更易于在富钠硼相中析出, 较佳的热处理制度是析晶温度615 ℃、保温时间12 h。玻璃中卤化银纳米棒的形成及定向是玻璃拉伸温度、拉伸应力与拉伸速度三者的有机结合。在拉伸温度570 ℃、拉力735 N、拉伸速度120 mm/min条件下, 玻璃样品中AgCl纳米棒的平均直径98 nm、平均长度558 nm、纳米棒的平均长径比1.0﹕5.6, 并沿玻璃拉伸方向定向排布。通过高压还原后玻璃的偏光性能研究, 拉伸后玻璃表层单位面积内AgCl纳米棒的数量越多, 还原处理后玻璃的消光比越高。
玻璃 定向排布 卤化银 纳米棒 glass orientation arrangement silver halide nanorod
武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
力争2030年前碳排放达峰，2060年前实现碳中和是我国应对气候问题作出的战略部署。这一目标的实现需要在能源消费端与能源供应端减少对化石能源的依赖。玻璃行业在实现碳中和目标过程中发挥着重要作用。玻璃行业通过燃料替换、高效用能、原料替代、碎玻璃回收以及产品减薄等方式释放巨大的节能、减排潜力，各种节能玻璃产品也将在能源消费端起到更加显著的节能效果。在能源供应端，玻璃又是支持光伏发电、风力发电以及核电等清洁能源发展的关键材料。玻璃行业将为我国碳中和目标做出更大贡献。
碳中和 玻璃 节能 减排 清洁能源 carbon neutrality glass energy saving emission reduction clean energy
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，湖北 武汉 430070
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，广东 广州 510640
光纤隐失波传感器具有设计简单、灵敏度高、易与其他传感技术相结合的特点，被广泛应用于生物和化学传感领域。概述了光纤隐失波传感的定义和常用的光纤种类；总结了光纤隐失波传感器的优化方法和原理；回顾了石英光纤以及硫系光纤在生化传感领域的研究进展，并展望了今后的发展方向和趋势。
光纤光学 石英光纤 硫系光纤 隐失波传感 生化传感器 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0300005
武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
以钨酸钠为钨源, 硝酸钕为钕源, 加入硫酸钾作为矿化剂, 在120℃条件下通过水热法成功合成了六方相钕掺杂三氧化钨纳米粉.采用X射线衍射、扫描电镜和X射线光电子能谱分别对掺杂纳米粉的物相、形貌和掺杂成分进行了研究.结果表明, 钕离子成功掺杂进入三氧化钨晶格当中, 使一部分钨离子转为+5价, 从而使电子从价带激发到导带并且增加了光生电子-空穴对的数量, 导致其对激发光具有更大的吸收能力, 光致变色性能也得到了较大的增强.在钕离子掺杂浓度为5.63%时, 材料的光致变色性能最好, 其色差值为纯三氧化钨色差值的13倍.
稀土掺杂 光致变色材料 水热法 六方晶相 三氧化钨 Tungsten oxide Powder Rare earth ions doping Photochromism Hydrothemal methods
硅酸盐建筑材料国家重点实验室 武汉理工大学, 湖北 武汉430070
采用固相反应法合成了Eu3+离子激活的Ca1.9Eu0.1NaMg2-xZnx(VO4)3(0≤x≤1), 并研究了其发光和热猝灭性能。经粉末X射线衍射确认, 反应产物由目标相和微量杂质相EuVO4构成。在355 nm激发下, 样品中均能同时观察到来自［VO4］3-基团和Eu3+离子的特征发光。研究结果表明: 随着x值的增加, 上述两种发光的强度均先增加后降低; 而它们的最强激发峰位置由347 nm逐渐地红移至356 nm, Stokes位移也逐渐地减小。这种现象应归因于Zn3d轨道和O2p轨道间很强的轨道杂化效应, 这种效应随着x值的增加而逐渐增强。此外, Eu3+离子荧光发射强度最大值对应的x值与自激活荧光的不同。当x=1.0时, 两者的相对强度差别最大。经荧光热猝灭测试确认, 上述现象是由样品中的自激活荧光表现出比Eu3+离子荧光更严重的荧光热猝灭造成的。因而, 在紫外光激发下, 样品发出荧光的颜色具有温度敏感性。
荧光粉 碱土钒酸盐 自激活荧光 Eu3+离子 荧光热猝灭 phosphor alkaline earth vanadate self-activated emission Eu3+ ion photoluminescence thermal quenching
武汉理工大学硅酸盐工程中心教育部重点实验室, 湖北 武汉 430070
以TiCl4为前驱体, 采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了0.1%～3.0%(摩尔分数)Er3+掺杂纳米TiO2晶体。X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和拉曼光谱(Raman)分析了Er3+掺杂TiO2晶体的结构、组成和声子能量。TiO2纳米晶体颗粒大小随着Er3+掺杂浓度的增加而减小。在980 nm激发下, 样品发出很强的来自于Er3+的2H11/2→4I15/2, 4S3/2→4I15/2(绿光)和4F9/2→4I15/2(红光)跃迁的上转换发光。研究了上转换发光强度与Er3+离子浓度、热处理温度以及激发光强度之间的关系。结果表明,在Er3+TiO2的样品中, Er3+离子浓度为0.5%, 热处理温度为800 ℃ 时, 其上转换发光效率最高。并分析了样品可能的上转换发光机理。
材料 上转换发光 溶胶-凝胶法
Key Laboratory of Silicate Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Ministry of Education, Wuhan, Hubei 430070, China
1 武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室, 武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
采用热诱导法制备了GeS2-Ga2S3-CdS硫系微晶玻璃,X射线衍射(XRD)、透射光谱、扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,获得了含CdGa2S4微晶的透明表面微晶玻璃。采用Maker条纹法研究了微晶玻璃的二次谐波(SHG)效应,结果表明玻璃中的CdGa2S4微晶诱导了二次谐波效应的产生。CdGa2S4微晶在玻璃表面择优生长时,破坏玻璃的各向同性,可获得两个包络的Maker条纹,且入射角在±(35°～50°)左右时,二次谐波的相对强度出现最大值,二阶非线性强度最大可为α-石英单晶的8倍;CdGa2S4微晶在玻璃表面无择优生长时,由于玻璃表面较大的CdGa2S4晶粒的散射作用,只能获得一个包络的Maker条纹,即入射角为0°时,二次谐波的相对强度出现最大值。
光学材料 硫系玻璃 CdGa2S4微晶 二阶非线性光学效应 热诱导 Maker条纹
1 武汉理工大学硅酸盐工程中心教育部重点实验室,武汉,430070
2 烽火藤仓光纤科技股份有限公司,武汉,480074
随着光纤通信系统数据传输速率的增大,色散成为系统要克服的主要问题.通过对传统二氧化硅DCF、碲酸盐DCF和双芯光子晶体色散补偿光纤在色散补偿效率、技术难点和技术优势方面进行了比较,得出了双芯光子晶体色散补偿将成为一种未来极具吸引力的色散技术的结论.
色散补偿 波导结构 光子晶体 碲酸盐
1 武汉理工大学硅酸盐工程中心教育部重点实验室,武汉,430070
2 烽火藤仓光纤科技股份有限公司,武汉,430074
色散控制在光纤通信中越来越重要,从低速率到高速率,从单波长SDH到多波长DWDM,色散控制要求越来越严.通过对不同应用的光纤波导结构的制造、性能测试和分析,指出了波导结构设计与光纤衰减、模场直径、弯曲损耗和波导色散等的关系.这些实践经验可以指导光纤的设计与制造.
光纤 波导结构 色散 弯曲损耗
