超高圧及びフェムト秒レーザーによる希土類イオン含有ガラスのナノ構造制御と光機能

使用超高压和飞秒激光器的含稀土离子玻璃的纳米结构控制和光学功能

• 批准号: 15760498
• 负责人: 邱 建備
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760498/
• 关键词: フェムト秒レーザー; 三次元ディスプレイ; 酸化フッ化物ガラス; アップコンバージョン; 長残光; レーザー照射; 超高圧; 希土類; 残光; 三次元メモリー

今年度は二つの研究テーマについて研究を行った。(1)フェムト秒レーザー照射によりガラス三次元結晶化近年の通信、情報関連技術の発展に伴い、光情報の大容量化、高密度化がすさまじい進歩を遂げており、情報処理のデータ三次元化の要求も高まっている。本研究はフェムト秒照射することにより、酸化フッ化物ガラス中に希土類イオンを含有したフッ化物結晶を立体的に析出させることに成功した。結晶の部分だけがある特殊のレーザーを照射すると発光するが、照射されていない部分は発光しない。この実験の結果は三次元ディスプレイとしての可能性を示した。従来の二次元立体ディスプレイと異なり、可視光が三次元実画像として得られるため、特殊眼鏡も不要で、また、あらゆる方向から実像を観測できる点で、ホログラフィーやバーチャルリアリティー画像より優れている。これはアップコンバージョン特性をフルに発揮した優れたシステムであり、今後、医療分野における画像診断をはじめ幅広い展開が期待されている。(2)長残光ガラスの部分結晶化および高圧印加による構造制御材料が励起光を遮断後も発光し続ける現象は長残光現象といい、昔から放射性物質を使った材料が利用してきた。しかし環境汚染や人体に悪影響を与えるため、近年非常に長い残光性を持った希土類イオンを添加したセラミックス材料に置き換えられた。我々は、透明性を維持したまま、普通の残光ガラスより残光強度の高い残光寿命の長い、Mn^<2+>を添加したGeO_2-B_2O_3-ZnO系透明結晶化ガラスを開発した。本研究では、この系のガラスに対し、2軸方向高圧印加実験が光物性の変化は見られなかった。さらに、CO_2レーザーを用いて、この系のガラスに照射実験を行った。その結果、CO_2照射した部分だけ粒径約1μmのMn^<2+>:Zn_2GeO_4微結晶を析出させることにより、透明性を維持したまま、結晶体と同等な光性能をもつ材料を初めて見出した。照射していない部分では赤色発光を示すが、微結晶を析出した部分では緑色の発光が観測された。これを文字盤の夜光材料などに実用化できると考えられる。

This year, テ 2 に <s:1> research テ テ に に て て て research を line った. (1) フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー irradiation に よ り ガ ラ ス crystallization の communications in recent years, the three dimensional intelligence masato even technology の 発 exhibition に い, light intelligence の large capacity, high density が す さ ま じ い into step を hence げ て お り, intelligence 処 の デ ー タ three times (の も demanding ま っ て い る. This study は フ ェ ム ト seconds irradiation す る こ と に よ り, acidification フ ッ compound ガ ラ ス に when soil type in イ オ ン を contains し た フ ッ compound crystalline precipitate を stereo に さ せ る こ と に successful し た. Crystallization の part だ け が あ る special の レ ー ザ ー を irradiation す る と 発 light す る が, illuminate さ れ て い な い part は 発 light し な い. The <s:1> <s:1> experimental <s:1> result is in three dimensions ディスプレ と て て て <s:1> possibility を indicates た た. 従 to の secondary yuan stereo デ ィ ス プ レ イ と different な り, visible light が three yuan be portrait と し て have ら れ る た め, special glasses も don't で, ま た, あ ら ゆ る direction か ら be like を 観 measuring で き る で, ホ ロ グ ラ フ ィ ー や バ ー チ ャ ル リ ア リ テ ィ ー portrait よ り optimal れ て い る. こ れ は ア ッ プ コ ン バ ー ジ ョ ン features を フ ル に 発 swing し た optimal れ た シ ス テ ム で あ り, in the future, medical eset に お け る portrait diagnose を は じ め picture hiroo い expand が expect さ れ て い る. (2) long residual light ガ ラ ス の partial crystallization お よ び high 圧 Inca に よ る tectonic suppression materials が wound up after light を interrupt も 発 light し 続 け る phenomenon は long residual light と い い, yesterday か ら を radioactive substances make っ が た materials using し て き た. し か し environmental pollution や human に 悪 influence を and え る た め, in recent years, very long に い residual light を hold っ た greek-turkish class イ オ ン を add し た セ ラ ミ ッ ク に buy き ス material in え ら れ た. I 々 は, transparency, を maintain し た ま ま, ordinary の residual light ガ ラ ス よ り residual high light intensity の い residual light の い long service life, Mn ^ 2 + > < を add し た GeO_2 B_2O_3 - department of ZnO transparent crystallization ガ ラ ス を open 発 し た. In this study, the で で and <s:1> are related to the <s:1> of ガラスに against the <s:1> and 2-axis high pressure printing, as well as the actual が light physical property <s:1> variation <e:1>, which can be found in られな った った. Youdaoplaceholder0, CO_2レ ザ ザ さらに を を を irradiation experiment を with さらに て and ザ ガラスに ガラスに. Part そ の results, CO_2 irradiation し た だ け particle size of about 1 mu m の Mn ^ 2 + > < : Zn_2GeO_4 micro crystalline precipitate を さ せ る こ と に よ り, transparency, を maintain し た ま ま, crystals と equally な optical performance を も つ material early を め て shows し た. Irradiation し て い な い part で は red light 発 を shown す が, micro crystal precipitation を し た part で は green の 発 light が 観 measuring さ れ た. Youdaoplaceholder5 れを text disk <s:1> luminous material な に に に practical application で ると ると ると examination えられる.

项目成果

Long-lasting phosphorescence in Mn^<2+> : Zn_2GeO_4 crystallites containing transparent GeO_2-B_2O_3-ZnO glass-ceramics

Mn^<2> 中的长余辉磷光：含有透明 GeO_2-B_2O_3-ZnO 玻璃陶瓷的 Zn_2GeO_4 微晶

• 发表时间: 2005
• 期刊: Sci.& Tech.Adv.Mater. 6
• 作者: J.Qiu;H.Igarashi;A.Makishima
• 通讯作者: A.Makishima

Local precipitation of rare-earth containing nano crystals in oxyfluoride glasses by laser irradiation

激光照射氟玻璃中含稀土纳米晶体的局部沉淀

• 期刊: J.Nanoscience and Nanotechnology In press
• 作者: J.Qiu;A.Makishima
• 通讯作者: A.Makishima

J.Qiu, H.Igarashi, A.Makishima: "Long-Lasting Phosphorescence in Mn^<2+> Doped GeO_2-B_2O_3-ZnO Glasses and Glass-Ceramics"Journal of Ceramics Society of Japan. In Press.

J.Qiu、H.Igarashi、A.Makishima：“Mn^<2>掺杂GeO_2-B_2O_3-ZnO玻璃和玻璃陶瓷中的长效磷光”日本陶瓷学会杂志。

J.Qiu, A.Makishima: "Frequency Up-conversion Luminescence in Yb^<3+> - Ho^<3+> Co-Doped Pb_xCd_<1-x>F_2 Nano-Crystals Precipitated Transparent Oxyfluoride Glass-Ceramics"Science and Technology of Advanced Materials. In Press.

J.Qiu，A.Makishima：“Yb^<3> - Ho^<3>共掺杂Pb_xCd_<1-x>F_2纳米晶体沉淀透明氟氧化物微晶玻璃中的频率上转换发光”科学与技术

Frequency up-conversion luminescence in Yb3+–Ho3+ co-doped PbxCd1−xF2 nano-crystals precipitated transparent oxyfluoride glass-ceramics

• DOI: 10.1016/j.stam.2003.11.008
• 发表时间: 2004-01
• 期刊: Science and Technology of Advanced Materials
• 影响因子: 5.5
• 作者: J. Qiu;A. Makishima