2液分相現象を利用した道波路型構造を持つ光機能性ガラスの作製

利用两液相分离现象制备波导结构光学功能玻璃

基本信息

批准号：
11875139
负责人：
安盛敦雄
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

液相線以上で2液分相を生じる系では、分相融液を延伸操作等を加えながら冷却することで、分相組織が延伸方向に伸長・配向したガラス材料の作製が可能になる。本研究では、2液分相領域を有するCaO-SiO_2系融液に、蛍光物質として希土類イオンを添加し、延伸操作等を加えながら急冷することにより分相組織を持つ材料を作製し、その蛍光特性などの光学特性を調査することで、新しい光学材料作製の可能性に関して検討を行うことを目的として研究を進めた。昨年度に引き続き、希土類としてEuを、マトリックスガラス相としてはCaO-SiO_2系選択した。本年度は分相組織を制御するため第3成分としてAl_2O_3を添加し、2液分相を示す所定の組成の融液を急冷することにより、試料を作製した。CaO/SiO_2比を固定しAl_2O_3含有量を増加させていくと分相組織の大きさが大幅に小さくなり、その組織の変化に対応して試料の透過率が増加することが確認された。しかし、Eu^<3+>の発光強度は、試料の透過率が高くなると極大値を示し、その後は減少する傾向を示した。またESR測定の結果では、各組成間によるEu^<2+>量の変化は認められず、Eu^<3+>の濃度は各組成間で変化していないことが確認された。これらの結果から、試料中のEu^<3+>の発光特性は、分相組織に依存する試料の光散乱特性と、Al_2O_3添加によるEuまわりの配位子場の変化に伴うEuの電子状態の変化の2つに影響されることが明らかとなった。一方、分相融液を延伸操作を加えながら冷却することで、分相組織が延伸方向に伸長・配向したガラスを作製した。得られたガラスの吸収スペクトル、発光スペクトル測定を行い、透過率と発光強度がともに増加することが認められた。以上の結果より、分相組織と希土類イオンの種類・濃度等を最適化することで、新規の発光材料が作製できることが示唆された。

在一个由液相或以上产生两个液相的系统中，在应用拉伸操作等时冷却相分开的熔体，并且可以准备一种玻璃材料，其中相位分离结构在拉伸方向上扩展并取向。在这项研究中，我们进行了研究，目的是检查通过将稀土离子作为荧光物质添加到CAO-SIO_2与两液相区域融化的荧光物质，并通过应用拉伸操作等进行相位分离结构的材料，并研究荧光性质，例如荧光性能。从去年开始，欧盟被选为稀土，将CAO-SIO_2系统选为基质玻璃相。今年，为了控制相分离结构，添加了Al_2O_3作为第三个成分，并且给定组合物的融化显示了两液相的迅速冷却以制备样品。已经证实，通过固定CAO/SIO_2比并增加Al_2O_3含量，相分离组织的大小显着较小，并且样品渗透性随响应组织变化而增加。但是，当样品的透射率增加时，EU^<3+>的发射强度显示出最大值，然后显示出降低的趋势。此外，ESR测量结果表明，观察到组成之间Eu^<2+>的量没有变化，并且Eu^<3+>的浓度在组成之间没有变化。这些结果表明，样品中EU^<3+>的发光特性受两种类型的影响：样品的光散射特性取决于相位分离的结构，以及由于添加了Al_2O_3的添加，欧盟的电子状态与欧盟周围配体场的变化相关。另一方面，通过在应用拉伸操作的同时冷却相分离的熔体，在该玻璃中，在该玻璃中延伸了相距分离的结构并在拉伸方向上产生了定向。测量获得的玻璃的吸收和发射光谱，发现透射率和发射强度都增加。以上结果表明，可以通过优化相分离结构以及稀土离子的类型和浓度来产生新的发光材料。