Международная группа учёных синтезировала новый люминесцентный материал для фотонных технологий

Специалисты из России, Франции и Чехии разработали новый класс оптических материалов на основе стекол, которые могут стать основой для устройств следующего поколения — инфракрасных лазеров, оптических усилителей и волоконной медицины.

Исследователи синтезировали и изучили уникальные люминофоры в системе хлорид свинца — диоксид теллура, активированные ионами редкоземельных металлов (тулия, эрбия, гольмия). Такие теллуритные стекла обладают выдающимися свойствами: высокой прозрачностью в инфракрасном диапазоне, химической стойкостью и низкой энергией фононов, что критически важно для эффективной люминесценции.

«За счёт грамотного подбора условий синтеза методом закаливания расплава удалось избежать пирогидролиза хлорида свинца и получить стекла с небольшим содержанием остаточных гидроксильных групп», — пояснила руководитель исследования, доктор химических наук Мария Бреховских из Института общей и неорганической химии РАН.

Ключевым достижением стала демонстрация интенсивной люминесценции в диапазоне 2–3 микрометра, который широко используется в медицинской хирургии и терапии. Время жизни возбуждённых состояний ионов редкоземельных металлов в новых стеклах оказалось существенно больше, чем в известных оксидных и оксофторидных аналогах. Это делает материал перспективным для создания высокоэффективных оптических усилителей и лазерных сред.

Работа носит прорывной характер, поскольку оксохлоридные системы ранее оставались малоизученными из-за сложностей синтеза. Учёным впервые удалось преодолеть проблему разложения компонентов под действием водяного пара и получить стабильные стекла с выдающимися спектральными характеристиками.

В перспективе исследователи планируют на основе разработанных материалов вытягивать оптические волокна, что откроет путь к созданию компактных медицинских приборов, датчиков и элементов фотонной электроники, сообщает Наука.рф