近日，哈爾濱工程大學任晶教授團隊在近紅外閃爍玻璃領域取得重要進展。研究成果以“The impact of codoping on the near-infrared scintillation emissions of Er3+-doped gadolinium tellurite glass"為題發表在國際知*期刊《Ceramics International》上。哈爾濱工程大學為該論文第一單位，任晶教授/錢森研究員為共同通訊作者。今天小卓為大家分享該研究成果，希望對您的科學研究或工業應用帶來一些靈感和啟發。

應用方向：近紅外閃爍體、閃爍玻璃、X射線探測、高劑量輻射探測

近紅外（NIR）玻璃閃爍體因其抗輻射損傷特性以及與光纖系統的兼容性等獨*優勢，在遠距離非接觸式輻射探測領域日益受到關注。然而，目前關于此類玻璃近紅外閃爍機理的研究仍顯不足，特別是稀土離子共摻雜對閃爍性能的影響機制尚不明確。

近日，任晶教授團隊通過研究Er3+/Yb3+摻雜TeO2-BaO-GdF3玻璃體系，發現在X射線激發下，近紅外光致發光增強的經典能量轉移敏化策略并未能有效提升輻射發光性能。

圖1. Er3+摻雜釓碲酸鹽近紅外閃爍玻璃的X射線激發發光（XEL）光譜：(a) 500-800 nm波段，(b) 1450-1650 nm波段。

圖2. Yb3+/Er3+共摻雜釓碲酸鹽近紅外閃爍玻璃的X射線激發發光（XEL）光譜：(a) 500-800 nm波段，(b) 925-1125 nm波段，(c) 1450-1650 nm波段。

實驗結果表明由于光致發光（PL）與輻射發光（RL）的發光機制存在本質差異，GdF3和Yb2O3的引入能顯著增強Er3+在可見光和近紅外波段的PL發光強度；然而在輻射發光過程中，GdF3改性玻璃的可見光與近紅外RL發射呈現競爭關系，而Yb3+/Er3+共摻雜體系則主要表現為Yb3+與Er3+近紅外RL發射的相互制約。要實現*優閃爍性能，需要精確調控各能級躍遷概率并優化能量傳遞效率。

圖3. Yb3+/Er3+摻雜釓碲酸鹽近紅外閃爍玻璃的能級示意圖

圖4. 20Gd樣品在不同X射線劑量下的XEL光譜(a)和(b)，樣品實物照片(c)；重復X射線輻照后的透射光譜(d)和(e)。

實驗測得在61.6 Gy到309.5 Gy范圍內，Yb3+/Er3+摻雜釓碲酸鹽近紅外閃爍玻璃的X射線激發發光（XEL）強度與輻照劑量率之間具有優異的線性響應特性。樣品在3000 Gy劑量內近紅外波段發射強度幾乎不受輻照損傷影響并具備熱還原能力。

Yb3+/Er3+摻雜釓碲酸鹽近紅外閃爍玻璃適用于高劑量輻射環境（如核反應堆）以及遠程輻射監測（如海底光纜系統）等特殊場景。

配置推薦：

文中Yb3+/Er3+摻雜釓碲酸鹽近紅外閃爍玻璃的X射線激發發光（XEL）測試，采用的是閃爍體性能測試系統，配備X射線管。該設備組合可用于研究新型閃爍體材料的發光特性。

文中X射線激發發光（XEL）光譜數據采用卓立漢光公司的OmniFluo990穩態瞬態熒光光譜儀上配置X射線輻射發光樣品倉測試得到。卓立漢光新推出的第二代X射線輻射發光樣品倉具有以下特點：

• 滿足國標《低能射線裝置放射防護標準》（GBZ115-2023）的要求的整機設計方案，為實驗安全護航。

• 提供光管控制，輻射表控制功能，無需實驗人員監測，即可完成長時間的，復雜的實驗方案。

• 反射和透射式光譜測試可選，預留溫控臺和定制積分球空間，可實現變溫測試和輻射發光強度測試。    

OmniFluo990 & X 射線輻射發光樣品倉

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