中国粉体网讯 近日,长春光机所发光学及应用国家重点实验室张家骅研究员主持的“面向激光照明的硅酸盐石榴石多色荧光透明陶瓷”项目取得突破性进展,研制出青绿荧光透明陶瓷,填补该领域国际空白。
(a)CSS:Ce青绿荧光透明陶瓷的发射光谱,透过光谱和在日光和蓝光下的图片;(b)高密度蓝色激光激发下,流明通量随时间的稳定输出,高亮度青绿荧光图片,陶瓷片温度分布图,最高为239℃,耐热性能优良。
透明陶瓷既具有陶瓷固有耐高温、耐腐蚀、高强高硬等特性,又具有玻璃的光学性质。其在航天、空间探索、无损检测、医疗安全影像等多领域获得广泛应用。从应用角度看,透明陶瓷可以分为荧光透明陶瓷、激光透明陶瓷、闪烁透明陶瓷、透明装甲陶瓷等。
荧光陶瓷能够承受高密度蓝色激光照射,将蓝色激光转换成含赤橙黄绿青蓝的全色白光,与金属或者玻璃相比,荧光陶瓷具有更高的机械性能,更好的热稳定性和优异的光学性能,可用于大功率、高亮度照明,如汽车、影视、搜救等场景。目前,激光照明可用的荧光透明陶瓷仅限于黄色YAG:Ce和绿色LuAG:Ce两种铝酸盐石榴石,因缺少青绿荧光透明陶瓷,导致激光照明光源缺少青绿光成分,色彩还原性差,被称为“青色空洞”,成为阻碍全色激光照明发展的瓶颈。
为解决这个问题,张家骅团队选择高效青绿荧光 CSS:Ce硅酸盐石榴石,开展陶瓷化研究,针对硅离子扩散系数小导致的陶瓷致密化难的瓶颈,提出基于烧结动力学原理的两步烧结策略,成功获得了高品质青绿荧光透明陶瓷,解决了当前激光照明光源缺少青绿光成分的问题。本成果将显著改善激光照明光源的色彩还原性,使被照物体的颜色逼真,有力推动全色激光照明的发展。
据了解,该陶瓷适合蓝光激发,其优良性能可与目前商用YAG:Ce、LuAG:Ce荧光透明陶瓷相媲美。CSS:Ce硅酸盐石榴石荧光透明陶瓷是激光照明用理想的青绿荧光转换体,为全色激光照明奠定了关键荧光材料基础,具有广阔应用前景。
来源:吉林日报、长春光机所
(中国粉体网编辑整理/空青)
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