Ni²⁺掺杂尖晶石相透明微晶玻璃制备及光学性能

焦志伟¹，段翠翠¹，周伟¹，刘峰斌¹，杨越¹，赵攀^1,2，项俊帆¹

1. 北方工业大学机械与材料工程学院2. 北京化工大学材料科学与工程学院

摘 要：实验制备了Ni²⁺掺杂的ZnO-MgO-Al₂O₃-SiO₂（ZMAS）体系的透明微晶玻璃,研究了微晶玻璃的超宽带发光现象。热分析结果表明样品的玻璃化转变温度（Tg）和析晶峰温度（Tc）分别为754℃和948℃。采用X射线粉末衍射分析了两种热处理制度对玻璃的晶体形核、晶体生长及物相变化的影响,结果表明:采用阶梯温度热处理制度可以得到Ni²⁺掺杂的尖晶石相透明微晶玻璃。紫外-可见吸收光谱和荧光光谱测试表明制备的Ni²⁺掺杂ZMAS微晶玻璃中Ni²⁺以四配位和六配位共同存在于尖晶石相中,红外荧光中心位于1324 nm的样品荧光半高宽达490 nm。样品的超宽带荧光主要是由于微晶玻璃中六配位Ni²⁺在ZnAl₂O₄和MgAl₂O₄形成的尖晶石相固溶体晶体场中的3T2g（3F）→3A2g（3F）能级跃迁。实验结果表明,制备的微晶玻璃在超宽带光纤放大器等光子器件中具有潜在的应用前景。

关键词：超宽带发光;尖晶石;微晶玻璃;近红外发光;