Слайд 1 - РХТУ им. Д.И. Менделеева

Перспективные разработки
Международной лаборатории функциональных
материалов на основе стекла
РХТУ им. Д,И. Менделеева
Новые материалы
для волоконных и миниатюрных
твердотельных лазеров
(проект 11.G34.31.0027)
Ведущий ученый –
профессор Альберто Палеари
Исходное стекло
Наностекло
Интенсивность рассеяния
Перспективные лазерные материалы ближнего ИК диапазона активированные NiO наноструктурированные стекла и волокно
Rg~1-2 нм
в приближении
Гинье
630оС
590оС
0,0
0,1
0,2
0,3
-1
Спектры поглощения
Интенсивность люминесценции, отн. ед.
вектор рассеяния, A
1,2
Нанокристаллы
Ni:γ-Ga2O3
размером 2-5 нм
в объеме стекла,
обусловливающие
широкополосную
люминесценцию в
ближней ИК
области спектра.
Данные SANS
(слева) и ПЭМ
(справа).
стекло
Наностекло
Спектры люминесценции
1,0
Исходное
20 нм
возб=1064 нм
0,8
Наностекло
0,6
0,4
Наностекло
0,2
0,0
Исходное стекло
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
Длина волны
A. Paleari, V.N. Sigaev, N.V. Golubev, et al. Nanotechnology
Наноструктурированное световодное волокно, обладающее широкополосной
люминесценцией в ближнем ИК диапазоне
Оптически
однородные
образцы
и
заготовки
стекла
7,5Li2O-2,5Na2O20Ga2O3-35GeO2-35SiO2
+
0,1 NiO в виде штабиков
для вытяжки волокна
Заготовка для вытяжки волокна
(стекло оболочки – SiO2)
Вид поперечного сечения волокна
Интенсивность люминесценции
(внешний диаметр волокна – 90 мкм,
диаметр сердцевины – 9 мкм)
возб=647 нм
1100
840С
900С
Спектр люминесценции наноструктурированного
волокна в зависимости от температуры
обработки
1200
1300
1400
Длина волны, нм
Совместно с Научным Центром волоконной оптики РАН
1500
1600
V.M. Mashinsky, V.N. Sigaev, N.V. Golubev,
А. Paleari, E.M. Dianov, et al. Microscopy and
Microanalysis, Cambridge University Press Journal
Стекло, люминесцирующее в области максимальной спектральной
эффективности фотосинтеза 600-650 нм
H7/2
Идея разработки заключается в создании
стекла, в котором ближний порядок
соответствует ближнему порядку
кристаллов со структурой хантита с
расстояниями
Ln-Ln более 0,5 нм
6
H11/2
4
G5/2
G5/2
4
G5/2
0,5
6
H5/2
6
6
возб = 404 нм
4
G5/2
6
6
H13/2, 15/2, F1/2-9/2
4
G5/2
4
dN()/d (отн. ед.)
1,0
H9/2
Квантовый выход - до 80%
0,0
600
700
800
1000
1200
 (нм)
Спектр люминесценции хантитоподобного
стекла, содержащего 1 мол.% Sm2O3
Разработана технология и получены
оптически однородные заготовки стекла
сечением 15x10 и длиной 110 мм, в котором
минимизировано концентрационное
тушение люминесценции при содержании
активатора до 1 %.
Штабик стекла состава
10(Sm0.3Y0.7)2O3-30Al2O3-60B2O3 мол.%
до (верхний) и во время (нижний)
возбуждения УФ лампой
Г.Е. Малашкевич, В.Н. Сигаев, Н.В. Голубев, Е.Х. Мамаджанова, П.Д. Саркисов.
Люминесцирующее стекло. Патент РФ №2415089 от 27.03.2011
Борогерманатныe стекла с полушириной полосы люминесценции более
85 нм для активных элементов лазеров с перестраиваемой длиной волны генерации
50
1
2
3
4
5
6
7
Интенсивность, отн. ед.
2
1
3
4
25
6
x=1
x=2
x=3
x=4
x=5
x=6
x=7
Зависимость интенсивн
люминесценции
ионов Er3+ в
переходе 4I13/2  4I15/2
от их концентрации
в стекле;
возб = 974 нм
5
7
0
1450
1500
1550
1600
1650
1700
нм
Спектры люминесценции
стекол системы
xEr2O3-(25-x)Yb2O3-25B2O3-50GeO2,
x = 1, 2 , 3, 4, 5, 6, 7 мол. %
возб = 974 нм
G.E. Malashkevich, V.N. Sigaev, N.V. Golubev, V.I. et al. J. NonCryst. Solids 357 (2011) 67-72;
Г.Е. Малашкевич, В.Н. Сигаев, П.Д. Саркисов, Н.В. Голубев,
В.И. Савинков. Патент РФ № 2383503
Борогерманатные стекла с высоким (до 25
мол.%)
содержанием
Er2O3+Yb2O3
характеризуются
слабой
кластеризацией
эрбия (заметного тушения люминесцен-ции в
переходе 4I13/2  4I15/2 не наблюдается до 3 мол.
%
Er2O3),
высокой
однородностью
оптических центров ионов Er3+ и большим
значением эффективной полуширины полосы
люминесценции ( 8690 нм), что делает их
перспективным материалов для разработки
активных
элементов
волоконных
и
миниатюрных твердотельных лазеров.