铝硼锗酸盐磁光玻璃制备及其性能研究

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目前磁光器件的发展趋势是高功率、低成本和便携化,Tb3+、Dy3+掺杂的磁光玻璃在法拉第隔离器与光传感器等磁光器件领域应用广泛。本文采用高温熔融法制备了Tb3+单掺B2O3-Ge O2-Al2O3-P2O5(BGAP)玻璃、Tb3+单掺BGAP微晶玻璃、Dy3+单掺BGAP玻璃和Dy3+/Tb3+双掺BGAP玻璃。具体研究内容和结果如下:(1)通过高温熔融法制备Tb3+单掺BGAP玻璃,探讨了掺杂不同浓度的Tb2O3对玻璃结构、磁光性能和荧光性能的影响,分析了入射波长对Tb3+掺杂BGAP玻璃的磁光性能的影响。在入射波长为633 nm时,掺杂35 mol%Tb2O3的BGAP玻璃的Verdet常数达到-140.15 rad/(T·m)。(2)对制得的Tb3+单掺BGAP玻璃进行热处理,分析了热处理时间对玻璃的结构、形貌、磁光性能和荧光性能的影响。对玻璃中析出的微晶进行XRD分析,确定析出的微晶主要为Al PO4,红外光谱也表明了Al PO4微晶的存在和生长。在入射光波长为633 nm时,掺杂28 mol%Tb2O3且热处理15 h的BGAP微晶玻璃的Verdet常数达到-118.32 rad/(T·m),其可见光透过率达到81%。当Tb2O3掺杂浓度为28 mol%时,随着热处理时间增加,Al PO4微晶逐渐生长,Tb3+掺杂的BGAP微晶玻璃发光强度逐渐减弱。(3)通过高温熔融法制备出Dy3+单掺和Dy3+/Tb3+双掺BGAP玻璃,对玻璃的磁光和荧光性能进行了表征。在入射波长为633 nm时,掺杂35 mol%Dy2O3的BGAP玻璃Verdet常数为-85.08 rad/(T·m),掺杂2 mol%Dy2O3、33 mol%Tb2O3的BGAP玻璃Verdet常数达到-127.42 rad/(T·m)。随着稀土离子掺杂浓度增加导致浓度猝灭,Dy3+/Tb3+双掺BGAP玻璃的发光强度逐渐减弱。
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