Люминесцирующее стекло

Изобретение относится к оптическим материалам, в частности к составам алюмоборатных стекол, которые могут использоваться в качестве преобразователей ультрафиолетового и, возможно, рентгеновского излучения в квазибелый свет, а также в качестве стандартов для коррекции регистрируемых спектров люминесценции. Техническим результатом изобретения является создание люминесцирующего стекла, характеризующегося бесструктурной полосой люминесценции. Люминесцирующее стекло содержит B2O3, Al2O3, La2O3 и/или Y2O3 и Sb2O3 при следующем соотношении компонентов, мол.%: 58-67 B2O3, 22-32 Al2O3, 5-12 La2O3 и/или Y2O3 и сверх 100% 0,3-10 Sb2O3. 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к оптическим материалам, в частности к составам алюмоборатных стекол, которые могут использоваться в качестве преобразователей ультрафиолетового и, возможно, рентгеновского излучения в квазибелый свет, а также в качестве стандартов для коррекции регистрируемых спектров люминесценции в ближней ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра.

Известно люминесцирующее стекло следующего состава, мол.%: (50-60) SiO2, (20-28) Al2O3, (4-10) Y2O3, (5-15) SnO2, (1-4) CuO (BY №7700).

Основным недостатком известного стекла является зависимость контура полосы люминесценции (положения максимумов и относительных интенсивностей составляющих индивидуальных полос, обусловленных ионами Sn2+ и Cu+) от длины волны возбуждения. Это делает проблематичным использование известного стекла в качестве люминесцентного стандарта для коррекции регистрируемых спектров люминесценции в ближней ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра.

Известно метафосфатное стекло состава, мол.%: 57,7 LiPO3 - 28,86 Al(РО3)3 - 10 Ва(РО3)2 - 2 La2O3 - 1,4 Sb2O3 (М. Elisa, В. Sava, A. Diaconu, D. Ursu, R. Patrascu. Fluorescence of copper, manganese and antimony ions in phosphate glass host // Journal of Non-Crystalline Solids 355 (2009) 1877-1879).

Недостатками являются узкая полоса (Δλ≈80 нм) видимой люминесценции при λ≈450 нм и существенный дрейф ее положения в зависимости от длины волны возбуждения. Это не позволяет использовать известное стекло для преобразования ультрафиолетового и, возможно, рентгеновского излучения в квазибелый свет, а также в качестве стандартов для коррекции регистрируемых спектров люминесценции в ближней ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра.

Известно стекло состава, мол.%: (50 TeO2 - 30 PbF2 - 20 AlF3) + (5 Yb2O3 - 0,2 Er2O3 - 0,5 Tm2O3) (Chengguo Ming, Feng Song, Xiaobin Ren, Liqun An, Yueting Qin. Tm3+/Er3+/Yb3+tri-doped TeO2-PbF2-AlF3 glass for white-light-emitting diode // Optics Communications, v. 304 (2013) p.80-82).

Стекло имеет узкие (Δλ≈16-26 нм) полосы люминесценции при λ≈475, 525, 546 и 659 нм, обусловленные ионами Er3+ и Tm3+. Это не позволяет использовать известное стекло для преобразования ультрафиолетового и, возможно, рентгеновского излучения в квазибелый свет, а также в качестве стандартов для коррекции регистрируемых спектров люминесценции в ближней ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Кроме того, известное стекло содержит токсичные Те и Pb.

Наиболее близким к заявляемому стеклу по технической сущности является люминесцирующее стекло следующего состава, мол. %: (65-73) B2O3, (15-20) Al2O3, (8-15) La2O3 или Y2O3, (0,1-4) Sm2O3 (BY №14839).

Недостатком прототипа являются узкие (Δλ~15 нм) полосы люминесценции, обусловленные переходами 4G5/26Hj ионов активатора (Sm3+), наиболее интенсивные из которых лежат при λ≈563, 598 и 645 нм. Это не позволяет использовать прототип в качестве преобразователя ультрафиолетового и, возможно, рентгеновского излучения в квазибелый свет и стандарта для коррекции регистрируемых спектров люминесценции в ближней ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной области спектра.

Задачей предлагаемого изобретения является создание люминесцирующего стекла, характеризующегося бесструктурной полосой люминесценции, простирающейся от ближней ультрафиолетовой до ближней инфракрасной областей спектра и пригодного для использования в качестве преобразователя ультрафиолетового и, возможно, рентгеновского излучения в квазибелый свет, а также в качестве стандарта для коррекции регистрируемых спектров люминесценции в соответствующих областях спектра.

Для решения поставленной задачи люминесцирующее стекло, содержащее оксиды бора (B2O3), алюминия (Al2O3) и лантана (La2O3) и/или иттрия (Y2O3), дополнительно содержит оксид сурьмы (Sb2O3) при следующем соотношении компонентов, мол %: (58-67) B2O3, (22-32) Al2O3, (5-12) La2O3 и/или Y2O3 и сверх 100% (0,3-10) Sb2O3.

Исходные материалы смешивали в требуемом соотношении, а полученную шихту плавили на воздухе в платиновом тигле в течение 1 часа. Выработку осуществляли путем отлива расплава на металлическую плиту.

Уменьшение концентрации Sb2O3 ниже заявляемой нецелесообразно из-за низкой интенсивности люминесценции. Увеличение концентрации Sb2O3 сверх заявляемой нецелесообразно из-за концентрационного тушения люминесценции. Изменение концентрации остальных ингредиентов, в том числе замена La2O3 на Y2O3, в заявляемых пределах слабо влияет на спектр и интенсивность люминесценции заявляемого стекла.

Составы заявляемого люминесцирующего стекла, показатель поглощения k при λ=280 нм, интегральная интенсивность люминесценции и полуширина полосы люминесценции Δλ (измерены для образцов толщиной 1 мм при длине волны возбуждения λв=270 нм) представлены в таблице.

Таблица
№ образца Состав, мол.% k, см-1 I, отн.ед. Δλ, нм
B2O3 Al2O3 La2O3 и/или Y2O3 Sb2O3
1 67 22 11 0,3 3,5 0,3 280
2 63 27 9,5 0,5 7,6 0,7 300
3 60 30 10 1 14,7 1,0 320
4 58 32 10 3 48 0,6 330
5 62 28 5 5 >75 0,4 330
6 59 29 12 10 >100 0,1 350

На фигурах 1 и 2 изображены соответственно спектр светоослабления и «квантовые» спектры люминесценции при λв=270 нм (кривая 1) и возбуждения люминесценции при длине волны регистрации λр=450 нм (кривая 2) заявляемого стекла (образец №3).

Видно, что заявляемое люминесцирующее стекло характеризуется поглощением при λ≤350 нм и бесструктурной полосой люминесценции, простирающейся от ближней ультрафиолетовой до ближней инфракрасной области спектра. Следует отметить, что форма и положение данной полосы люминесценции слабо зависит от длины волны возбуждения. Это обеспечивает заявляемому люминесцирующему стеклу преимущество при использовании в качестве (1) преобразователей ультрафиолетового и, возможно, рентгеновского излучения в квазибелый свет, (2) стандартов для коррекции регистрируемых спектров люминесценции в ближней ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Кроме того, оно не содержит токсичных компонентов.

Люминесцирующее стекло, содержащее оксиды бора (B2O3), алюминия (Al2O3) и лантана (La2O3) и/или иттрия (Y2O3), отличающееся тем, что дополнительно содержит оксид сурьмы (Sb2O3) при следующем соотношении компонентов, мол.%:

B2O3 58-67
Al2O3 22-32
La2O3 и/или Y2O3 5-12
Sb2O3 0,3-10 сверх 100%



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическим материалам, в частности к составам Yb-содержащих оптических стекол, которые могут использоваться в качестве активных сред лазеров (в том числе волоконных), генерирующих в ближней инфракрасной области спектра. Техническим результатом изобретения является создание стекла, характеризующегося интенсивной широкополосной люминесценцией в ближней инфракрасной области спектра и пригодного для использования в качестве активной среды лазера.

Изобретение относится к оптическим материалам, в частности к плавленому алюмоборатному стеклу, активированному трехзарядными ионами церия (Се3+) и тербия (Tb3+), которое может использоваться в качестве визуализатора ультрафиолетовых изображений и светового трансформатора из ультрафиолетовой в желто-зеленую область спектра.

Изобретение относится к оптическим материалам, в частности к составам оптических стекол, которые могут использоваться в качестве активных сред лазеров (в том числе волоконных), генерирующих в оранжево-красной области спектра.

Стекло // 2386596
Изобретение относится к оптическим материалам, которые могут использоваться в качестве светофильтров, подавляющих развивающиеся перпендикулярно оси активного элемента паразитные моды моноимпульсных неодимовых лазеров при 1,06 и 1,34 мкм.

Изобретение относится к составам магнитооптических стекол, обладающих высоким значением постоянной Верде в ультрафиолетовой (УФ) области спектра, которые могут быть использованы в оптическом приборостроении и квантовой электронике, например для создания магнитооптических (фарадеевских) затворов, модуляторов, циркуляторов и аналогичных устройств.

Изобретение относится к составам магнитооптических стекол, обладающих высоким значением постоянной Верде в ультрафиолетовой (УФ) области спектра, которые могут быть использованы в оптическом приборостроении и квантовой электронике, например, для создания магнитооптических (фарадеевских) затворов, модуляторов, циркуляторов и аналогичных устройств.

Изобретение относится к составам магнитооптических стекол, обладающих высоким значением постоянной Верде в ультрафиолетовой области спектра, которые могут быть использованы в оптическом приборостроении и квантовой электронике, например, для создания магнитооптических (фарадеевских) затворов, модуляторов, циркуляторов и аналогичных устройств.

Изобретение относится к оптическим стеклам, которые могут быть использованы в массовой кино-фотооптике. .

Изобретение относится к области материалов для твердотельных индикаторов ультрафиолетового излучения. Фотохромное люминесцентное стекло содержит оксид европия Eu2O3 в концентрации 0,43-0,49% (мас.) и тетраборат лития Li2B4O7 (остальное). Стекло интенсивно люминесцирует при воздействии ультрафиолетового (УФ) излучения и практически мгновенно изменяет окраску при изменении интенсивности УФ-излучения. Стекло может быть использовано в простых индикаторах излучения ближнего и среднего УФ-диапазона, а также при выборе источников освещения. Технический результат изобретения - создание фотохромного люминесцентного стекла, имеющего яркую окраску и позволяющего определить наличие и оценивать интенсивность УФ-излучения. 1 табл., 3 пр., 4 ил.
Наверх