华中科技大学武汉光电国家研究中心, 武汉 430074
多孔玻璃在过去的几十年中被广泛应用于提纯过滤, 生物化学和离子选择等领域, 是一种多功能微结构材料。多孔玻璃所制备的材料在光学领域也展现出不俗的优势, 成为突破多种光学材料应用瓶颈的关键。对多孔玻璃在可见光和近红外波段的研究进行了综述, 介绍了各种稀土离子和金属离子在多孔玻璃中的发光特性, 展现了多孔玻璃在制备微晶发光玻璃和封装碳点、量子点方面的优势。描述了使用多孔玻璃制备光纤的方法, 此种方法有望突破各种有源光纤制备的技术难题。对多孔玻璃未来发展进行了展望。
多孔玻璃 发光物质 发光玻璃 有源光纤 porous glass luminescent material luminescent glass active optical fiber
1 东华大学 材料科学与工程学院，上海 201620
2 先进玻璃制造技术教育部工程研究中心, 上海 201620
3 东华大学 材料科学与工程学院，上海 201620，
4 东华大学 功能材料研究中心， 上海 201620
全无机钙钛矿纳米晶具有发光效率高、发光波段可调等优点，是光电领域的研究热点之一，但是稳定性差一直阻碍着其实际应用。钙钛矿纳米晶玻璃既保留了纳米晶优异的发光性能，又具有优异的物化稳定性，备受研究者们的关注。本文概述了钙钛矿纳米晶复合玻璃制备方法的国内外研究进展，并进一步阐述了复合玻璃的应用领域，最后对其存在的问题及未来的发展方向进行了总结和展望。
全无机钙钛矿 纳米晶 发光玻璃 制备方法 all-inorganic perovskite nanocrystalline luminescent glass preparation methods
1 中国科学院福建物质结构研究所 中国科学院光电材料化学与物理院重点实验室， 福建 福州 350002
2 福建师范大学 化学与材料学院， 福建 福州 350007
3 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室)， 福建 福州 350108
“激光+荧光转换材料”产生强白光的方案已成为当下照明领域的研究热点之一。本文基于低温共烧技术制备了一种镶嵌Lu2SrAl4SiO12∶Ce3+(LSAS∶Ce3+)荧光粉的玻璃陶瓷膜-蓝宝石复合材料。研究表明，共烧时LSAS∶Ce3+荧光粉受到的热侵蚀较少，共烧前后量子效率(~90%)未发生显著变化; 并且该材料具有十分优异的抗热猝灭性能，~300 ℃时荧光积分强度仍保持了室温下的~70%，远优于YAG∶Ce3+商用荧光粉。当蓝光激光功率密度达到3.0 W/mm2时，材料产生发光饱和，此时光通量为100.49 lm，满足室内照明需求。我们推测，热致饱和与光致饱和是发光亮度无法进一步提升的原因所在。相信通过材料组分、制备工艺的优化和光场调控手段的引入，可进一步提高发光亮度，使之适用于户外照明。
激光照明 荧光粉 荧光玻璃陶瓷 石榴石结构 laser lighting phosphor luminescent glass ceramics garnet structure
湖南师范大学 化学化工学院, 资源精细化与先进材料湖南省高校重点实验室, 湖南 长沙 410081
采用高温熔融法制备了Ce3+/Tb3+/Sm3+掺杂的CaO-B2O3-SiO2(CBS)发光玻璃。通过傅利叶红外光谱仪、荧光光谱仪表征了该系列发光玻璃的微观结构和发光性质, 并对Ce3+到Tb3+、Ce3+到Sm3+之间的能量传递机制进行了研究。结果表明, 在339, 378, 407 nm激发下, 单掺Ce3+、Tb3+和Sm3+的CBS玻璃分别发射紫蓝光、绿光和红光, 恰好符合混合合成白光的条件。Ce3+/Tb3+和Ce3+/Sm3+双掺CBS玻璃的发射光谱以及Ce3+衰减寿命的变化证实了Ce3+→Tb3+和Ce3+→Sm3+之间存在能量传递, 随Tb3+和Sm3+浓度增加, Ce3+的寿命减小, 且传递效率由5.4%和5.7%分别增加至24.0%和27.1%。调节3种稀土离子的掺杂浓度并选择合适的激发波长, 实现了发光颜色可调, 并最终获得白光发射。
发光玻璃 高温熔融法 能量传递 发光调控 luminescent glass high temperature melting method energy transfer luminescence modulation
1 北京师范大学应用光学北京市重点实验室与物理系, 北京 100875
2 上海应用技术大学材料科学与技术系, 上海 200235
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
以TeO2、ZnO、La2O3为基质制备了掺铒离子的碲酸盐发光玻璃,应用Judd-Ofelt(J-O)理论计算得到 光谱强度三参量,以及铒离子原子组态各个能级的跃迁辐射寿命、荧光分支比及积分发射截面。 发现积分发射截面较大(大于10-18 cm), 表明具有较好的激光发射特性。基于稀土离子4f能级的丰富性,分析了Er3+离子 能级之间 发生能级交叉弛豫的可能性,并指出了其在上转换和量子剪裁中的应用前景,为单掺与多掺稀土 离子碲酸盐发光玻璃的进一步应用提供了实验依据和理论参考。
光谱学 碲酸盐发光玻璃 量子剪裁 J-O参量 Er3+离子 Spectroscopy tellurate luminescent glass quantum cutting J-O parameter Er3+ ion
陕西科技大学 材料科学与工程学院, 陕西 西安 710021
采用高温熔融-冷却法制备了一系列Dy3+掺杂的B2O3-ZnO-Na2O-Al2O3发光玻璃, 通过红外光谱、紫外-可见-近红外光谱和荧光光谱等研究了其结构及发光特性。分析表明: 制备的发光玻璃中出现基质组分的结构特征峰及Dy3+的能级跃迁特征峰。在350 nm波长光激发下, 样品的发光强度、黄蓝发射峰比、荧光寿命、色坐标及色温等均随Dy3+浓度的变化发生明显的可调节变化。样品的荧光发射强度随Dy3+浓度的增加呈现先增大后减小的变化, 当Dy3+掺杂摩尔分数为 1.0%时, 发光强度最大。此外, 随着Dy3+掺杂浓度的增大, 发光玻璃的荧光寿命及发射光谱的色度坐标值、色温都呈现递减的趋势。这表明通过基质组分及掺杂元素的调节可以使得该硼酸盐体系发光玻璃获得高效可调节的光功能从而得到广泛应用。
Dy3+掺杂 硼酸盐玻璃 发光玻璃 浓度猝灭 荧光寿命 Dy3+ doped borate glass luminescent glass concentration quenching fluorescent lifetime
重庆大学光电工程学院 光电技术与系统教育部重点实验室, 重庆400044
采用高温熔融法制备了Eu单掺和Ce-Tb-Eu共掺的钙硼硅酸盐发光玻璃。使用荧光分光光度计测量了样品的发射与激发光谱, 并通过激发、发射光谱和CIE色度坐标对其发光特性进行了研究。结果表明: 改变玻璃基质提高其光学碱度, 可以大幅度增加Eu3+/Eu2+比例, 增强Eu3+的红光发射。在378 nm单色光激发下, Ce-Tb-Eu共掺发光玻璃的发射光谱中同时观测到了蓝光、绿光和较强的红光特征峰。通过调节Tb、Eu的比例, 可以使样品发射光谱的色坐标在白光区域内变化, 实现白光调控。
高温熔融 发光玻璃 光学碱度 白光LED high temperature melting luminescent glass optical basicity white LED
1 中国工程物理研究院流体物理研究所,绵阳 621900
2 北京大学化学与分子工程学院,北京 100871
3 中国建筑材料科学研究院石英与特种玻璃研究所,北京 100062
在高能的数字X射线成像系统中使用的X光可见光转换屏具有相当重要的作用,直接影响成像系统的性能。针对特殊用途研制的一种掺Tb3＋硅酸盐发光玻璃转换屏,可用于能量高达30 MeV的γ光子的成像探测;在百keV级的低能X光作用下的空间分辨力与301型发光玻璃相当,而在能量高达12 MeV X光的照射下,其空间分辨力不低于1.5 lp/mm,发光效率约为301型发光玻璃的3倍,并对发光玻璃的相关性能与其组成进行了实验研究,给出了相应的测量结果。
光学材料 发光玻璃 高能X光 辐射成像
1 中国工程物理研究院流体物理研究所,四川,绵阳,621900
2 北京大学化学与分子工程学院,北京,100871
在数字X射线成像系统中使用的X光-可见光转换屏具有相当重要的作用,其性能直接影响成像系统的性能.针对特殊用途开发了一种新型掺Tb3+硅酸盐发光玻璃转换屏,可用于30 MeV的γ光子的成像探测;在低能X光(100 keV)作用下的空间分辨能力与301型发光玻璃相当,而在能量高达12 MeV的X光的照射下,其空间分辨能力不低于1.5 lp/mm,发光效率约为301型发光玻璃的3倍.并对其性能进行了实验研究,相应的测量结果为:SiO2的质量分数达到50%以上时才能得到玻璃性质较好的材料,并使发光性能得到提高,BaO和Cs2O的质量分数接近相等的条件下,Tb3+离子的质量分数为10.5%时发光性能最好;适量的Gd3+离子可以敏化Tb3+发光,也能增加玻璃密度,而Ce3+离子可以降低发光的余辉;其它的微量元素则主要影响玻璃的熔融温度.
发光玻璃 高能X光 辐射成像 Luminescent glass High energy X-ray CCD CCD Radiography
