磁光玻璃的制備及光譜性能研究.pdf

1、本課題采用熔融法制備了高 Verdet常數的 GeO2-B2O3-SiO2-Tb2O3（GBST）磁光玻璃，采用光學堿度、光學帶隙、稀土光譜理論等探究了磁光玻璃基本物理性能、結構、光譜性能等，并探究了磁場及不同球磨方法對磁光玻璃發(fā)光性能的影響，主要研究結論如下：
　?。?）隨著Tb2O3含量的增加，磁光玻璃的密度呈拋物線性增加，Verdet常數線性增加，且在Tb2O3含量為70 mol.％時為時密度和Verdet常數分別為6.24

2、8 g/cm3和-0.50 min/Oe·cm。光學堿度和氧離子極化率隨Tb2O3摩爾含量的增加而增大，高的光學堿度導致Tb3+離子的5d能級分裂加大，增加了磁光玻璃的磁矩和氧離子極化率，導致Verdet常數的加大；
　?。?）GBST磁光玻璃試樣在Tb2O3含量為10 mol.%時穩(wěn)定性最高，析晶傾向最低。經過析晶處理后可以得到 TbBO3晶體。含 Tb3+離子的 GBST磁光的網絡結構是由[SiO4]、[BO3]和[BO4]等

3、混合而成的，且玻璃中存在偏硼酸鹽形成大的無窮鏈狀結構，Tb3+填充在其中的兩個硼氧三角體[BO3]和一個硼氧四面體[BO4]之間的空隙中；
　?。?）隨著 Tb2O3摩爾含量的增加，磁光玻璃的吸收邊增加，光學帶隙降低，但他們變化的幅度不大。Tb3+離子的極化率較低，但其軌道能與 O2-離子形成具有較大極化率的基團，電子云容易發(fā)生變形。隨著Tb3+離子的加入，非橋氧增加，玻璃的光學帶隙都減??；
　　（4）GBST磁光玻璃的激發(fā)

4、強度、發(fā)射強度及熒光壽命都隨著 Tb2O3摩爾含量的增加呈現先增加后降低的趨勢，且在Tb2O3為10 mol.%時達到最大。(5D3，7F6)→(5D4，7F0)交叉弛豫是導致濃度猝滅的主要原因。熱處理后磁光玻璃試樣的發(fā)光強度增大，主要原因為形成微晶后，基質的聲子能量降低，Tb3+在晶體場的作用下，降低了電子由高能級向低能級弛豫的幾率，使得高能級上的電子布局數增加；
　?。?）引入磁場后，磁光玻璃的發(fā)光強度降低，Tb2O3含量與發(fā)

5、光強度降低量關系不大，與磁光玻璃自身發(fā)光強度有關。即發(fā)光強度高的磁光玻璃，引入磁場后，發(fā)光強度降低量大。當磁光玻璃粉的粒度降低后，其發(fā)光強度降低。在相同粒度下，濕磨工藝比干磨得到的熒光粉發(fā)光強度小，在實際應用過程中，要獲得較好的發(fā)光性能，磁光玻璃粉應采用干磨工藝，顆粒尺寸應適當，結合激發(fā)條件、以及使用場合，來確定其大小。磁光玻璃粉體粒度越小，其相對比表面積越大，導致缺陷和猝滅中心的增加，降低了發(fā)光強度，此外水中的-OH與玻璃發(fā)生反應，使