1 中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院，北京 100045
3 西安交通大学 电子与信息学部，西安 710049
激光驱动惯性约束聚变（ICF），因有望解决全球能源危机问题而备受瞩目。然而，熔石英作为ICF装置终端光学组件中一类重要的功能性紫外元件，其高能激光诱导损伤问题成为限制ICF装置输出能量向更高更强方向发展的关键因素。因此，ICF装置负载能力继续提升对新型高抗强激光损伤紫外元件提出重大应用需求。综述了中国科学院西安光学精密机械研究所研制的紫外氟磷玻璃在高能紫外激光损伤方面的研究现状，并分析了现存的实际问题，最后对高抗损伤紫外氟磷玻璃的发展方向进行了展望。
惯性约束聚变 激光诱导损伤 氟磷玻璃 inertial confinement fusion laser-induced damage fluorophosphate glass 强激光与粒子束
2023, 35(8): 081002
中国计量大学光电材料与器件研究院, 浙江 杭州 310018
2~3 μm光纤激光在**、传感、通信、生物医疗和环境监测等领域具有非常广阔的应用前景。利用稀土掺杂氟磷酸盐玻璃制备光纤是直接获得2~3 μm光纤激光的有效途径。本研究综述了国内外面向2~3 μm光纤激光应用的稀土掺杂氟磷酸盐玻璃光纤的研究概况,指出了研究中存在的问题,并对其发展前景进行了展望。
光纤光学 2~3 μm激光; 稀土离子 氟磷酸盐玻璃 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170608
1 南京邮电大学电子与光学工程学院, 微电子学院, 江苏 南京 210023
2 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
采用熔融淬火方法制备了一系列Sn2+, Dy3+单掺及Sn2+-Dy3+共掺氟磷酸盐玻璃荧光体。 利用紫外-可见分光光度计分别对各玻璃荧光体的透过光谱、 激发光谱、 发射光谱及荧光寿命等进行了测试和分析。 结果发现在紫外光激发下, 对于Sn2+、 Dy3+单掺氟磷酸盐玻璃可分别获得高效的蓝光与黄光发射, 且Sn2+单掺氟磷酸盐玻璃荧光体发光显色指数和量子效率最高; 对于Sn2+-Dy3+共掺氟磷酸盐玻璃荧光体可实现高效的白光发射, 且发现在Sn2+和Dy3+之间存在明显的能量传递, 通过调节Dy3+掺杂浓度, 两离子之间的能量转移效率亦随之改变, 从而可对其白光色度进行调节。 当Dy3+掺杂浓度为3 Wt%时, 利用280 nm商用LED芯片激发可获得对应色坐标为（0.311, 0.330）, 量子效率为56.3%, 亮度为6 706 cd·m-2的近纯白光发射。 此外, 对各类玻璃样品的DSC、 导热及其他光学性能也进行了测试与计算, 获得了各样品的热导率、 量子效率、 色坐标、 显色指数等参数。 研究结果表明, 制备的高效氟磷酸盐玻璃完全有望作为可调谐白光发光荧光体应用于商用LED。
氟磷酸盐玻璃 白光发射 离子掺杂 能量传递 Fluorophosphate glass White light emitting phosphor Ions doping Energy transfer
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Laser Fusion Research Center, Chinese Academy of Engineering Physics, Mianyang, Sichuan 621900, China
This work presents a brief introduction on three kinds of newly developed $\text{Nd}^{3+}$-doped laser glasses in Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), China. Two $\text{Nd}^{3+}$-doped phosphate glasses with lower thermal expansion coefficient and thermal shock resistance 4 times higher than that of N31 glass are developed for laser processing. Nd:Silicate and Nd:Aluminate glasses with peak emission wavelength at 1061 and 1065 nm, effective emission bandwidth of 34 and 50 nm, respectively, are developed for Exawatt-class laser system application. Fluorophosphate glasses with low nonlinear refractive index ($n_{2}=0.6{-}0.86$) and long fluorescence lifetime ($430{-}510~\unicode[STIX]{x03BC}\text{s}$) are investigated for the purpose of decreasing B integral in high-power laser system. The properties of all these glasses are presented and compared with those of commercial neodymium laser glasses.
aluminate glass fluorophosphate glass high-power laser neodymium laser glass phosphate glass silicate glass High Power Laser Science and Engineering
2017, 5(1): 010000e1
1 中国科学院山西煤炭化学研究所,炭材料重点实验室, 山西 太原 030001
2 中国科学院大学, 北京 100049
以甲醇镁与氢氟酸为原料，用溶胶凝胶法，在惰性气氛和常温常压条件下制备了稳定的MgF2溶胶。利用透射电子显微镜观察溶胶颗粒的形貌与尺寸，结果显示溶胶颗粒是由10 nm左右的晶粒聚集而成。X射线衍射分析表明，凝胶粉末和薄膜为典型四方晶相结构的MgF2，晶粒尺寸为8.9 nm。通过提拉法在精密加工的氟磷酸盐玻璃基底上制备MgF2减反射薄膜。采用原子力显微镜观察薄膜的表面形貌，膜层表面较平整，其均方根粗糙度最低为1.6 nm。薄膜的紫外可见光谱测试表明膜层对氟磷酸盐玻璃基底具有较好光学减反效果，在351 nm波长处透射率最高可增加6.49%，大大提高了氟磷酸盐玻璃的透射率。使用351 nm脉冲（脉宽8 ns）激光测试薄膜的激光损伤阈值，薄膜和基底的损伤阈值都高于35 J·cm-2。
薄膜 氟化镁 溶胶凝胶 氟磷酸盐玻璃
1 同济大学波耳固体物理研究所波与材料的微结构实验室, 上海 200092
2 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024
采用硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行表面改性, 改性粉末的IR透射谱显示KBM403已经吸附在SnF2粉末表面, 这种改性除了物理吸附外还存在微弱的化学吸附。 采用溶有芪3的硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行改性, 经改性的SnF2粉末有利于提高有机染料芪3掺杂的分散性。 将含有芪3的改性SnF2粉末掺入低熔点铅-锡-氟磷酸盐玻璃, 获得了芪3掺杂的有机/无机杂化玻璃。 对玻璃的吸收、 透射谱和激发发射谱进行分析, 表明KBM403的介入改善了芪3在玻璃中的溶解性和分散性, 减少了芪3二聚物的产生, 提高了玻璃的透射率和均匀性。 由于KBM403的改性减少了芪3二聚物所带来的荧光猝灭, 同时KBM403与染料分子的相互作用增加了染料分子的刚性, 玻璃的发光强度显著提高。
硅烷偶联剂 改性 芪3 铅-锡-氟磷酸盐玻璃 发光性能 Silane coupling agent Modification Stilbene 3 Lead-tin-fluorophosphate glass Luminescent property
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
氟磷酸盐玻璃系统由于其特殊的光学性能和优良的机械与热学性能一直是特种光学玻璃材料领域的一个研究热点。总结了氟磷酸盐玻璃的分类及玻璃组分与其结构的关系, 综述了氟磷玻璃在光学器件、高能高功率激光玻璃、光纤激光器、光纤放大器及上转换发光基质材料等领域上的应用,并对其未来的发展进行了展望。
氟磷酸盐玻璃 激光玻璃 上转换发光
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
稀土掺杂氟磷酸盐玻璃是可以满足波分复用系统及超短脉冲系统对带宽和平坦增益要求的激光材料之一。研究了其中一种增益带宽宽,发光谱线平坦的镱铒共掺氟磷酸盐玻璃,其计算半峰全宽为51 nm。对反映宽带性能的有效增益截面的研究表明,该镱铒共掺氟磷酸盐玻璃在1530～1580 nm之间有一平坦的有效增益截面谱线,证明其宽带特性明显优于掺铒磷酸盐玻璃。对Yb3+离子敏化效率的研究显示,在镱铒比为10∶1时,Er3+离子的吸收截面和发射截面达最大值,分别为0.6601 pm2和0.7325 pm2,表明此比值下Yb3+对Er3+的能量传递效率最高。实验结果显示Yb∶Er氟磷酸盐玻璃可用作带宽宽,增益平坦,可实现高能输出的激光器和光纤放大器的基质玻璃材料。
光学材料 敏化 有效增益截面 氟磷酸盐玻璃
Shanghai Institute of Optics & Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800
Chinese Journal of Lasers B
1998, 7(2): 152
实验研究了氟磷玻璃中[PO3]-含量的变化对Yb3+的光谱性质的影响。结果表明,随着[PO3]-含量的增大,Yb3+的受激发射截面积增大,吸收光谱和荧光光谱谱线位置向长波方向移动,反映出Nephelauxetic效应。随[PO3]-含量增大,玻璃中引入的OH-离子浓度增大,极大降低了Yb3+荧光寿命。
［PO_3］～-含量 氟磷玻璃 光谱性质
