- PII
- S3034558825050102-1
- DOI
- 10.7868/S3034558825050102
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 61 / Issue number 9-10
- Pages
- 623-636
- Abstract
- Glass ceramics doped with neodymium oxide (100–x)[10(20BiO–60BO–20BaO)–90YAG]:xNdO (x = 0.1, 0.5, 1, 1.5 and 2 mol.%) from an ultrafine charge, according to the conditions for obtaining which its particles (with an average size of 1 micron) consist of a core and shell, which, when sintered, form crystals and the glass phase that holds them together. With the indicated compositions of the glass phase and the crystalline component and their ratio in the charge precursor, which is unique in structure, glass-ceramic samples were formed using a laser, in which the presence of glass was confirmed by the DSC method, and the garnet phase was determined by the XRD method against the background of a halo from the glass phase. The physicochemical and spectral luminescent characteristics of the obtained glass ceramic samples have been studied, while the maximum luminescence at 1060 ± 3 nm is reached at 1.5 mol.% NdO, and a further increase of 2 or more mol.% leads to a decrease in the luminescence peak due to the effect of concentration quenching.
- Keywords
- стеклокерамика алюмоиттриевый гранат ДСК РФА селективное лазерное спекание микрооптика
- Date of publication
- 24.03.2026
- Year of publication
- 2026
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 13
References
- 1. Yang Z., Albrow-Owen T., Cai W., Hasan T. Miniaturization of optical spectrometers // Science. 2021. V. 371. № 6528. P. abe0722. https://doi.org/10.1126/science.abe0722
- 2. Veiko V.P., Kieu Q.K. Phase-structural transformations of glass-ceramics under laser heating as a way to create new micro-optical components and materials // Proc. SPIE. 2004. V. 5399. P. 11–20. https://doi.org/10.1117/12.552293
- 3. Khalid M., Ebendorff-Heidepriem H., Lancaster D.G. Performance evaluation of ∼2.1 μm microchip laser operation in Ho3+ doped germanate glass // Opt. Commun. 2025. V. 575. P. 131253. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2024.131253
- 4. Liu Y., Qiu Z., Ji X. et al. A fully hybrid integrated erbium-based laser // Nat. Photon. 2024. V. 18. P. 829–835. https://doi.org/10.1038/s41566-024-01454-7
- 5. Rasmussen T.S., Mørk J. Theory of microscopic semiconductor lasers with external optical feedback // Opt. Express. 2021. V. 29. № 10. P. 14182–14188. https://doi.org/10.1364/OE.417869
- 6. Беспалов В.Г. Основы оптоинформатики Ч. I. Информационные технологии — от электронного к оптическому компьютеру. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. 52 с.
- 7. Guilfoyle P.S., McCallum D.S. High-speed low-energy digital optical processors // Opt. Eng. 1996. V. 35. P. A3–A9. https://doi.org/10.1117/1.600912
- 8. Беспалов В.Г., Васильев В.Н. Информационные технологии, оптический компьютер и фотонные кристаллы // Проблемы когерентной и нелинейной оптики. Сб. статей. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2000. С. 88–110.
- 9. McMahon P.L. The physics of optical computing // Nat. Rev. Phys. 2023. V. 5. P. 717–734. https://doi.org/10.1038/s42254-023-00645-5
- 10. Tucker R.S. The role of optics in computing // Nat. Photon. 2010. V. 4. P. 405. https://doi.org/10.1038/nphoton.2010.162
- 11. Полещук А.Г., Корольков В.П., Вейко В.П., Заколдаев Р.А., Сергеев М.М. Лазерные технологии в микрооптике. Ч. II. Изготовление элементов с трехмерным микрорельефом // Автометрия. 2018. Т. 54. № 2. С. 3–19. https://doi.org/10.15372/AuT20180201
- 12. Inoue T., Gao X., Shinozaki K., Honma T., Komatsu T. Laser patterning of non-linear optical Bi2ZnB2O7 crystal lines in glass // Front. Mater. 2015. V. 2. P. 42. https://doi.org/10.3389/fmats.2015.00042
- 13. Вейко В.П., Костюк Г.К., Никоноров Н.В., Яковлев Е.Б. Структурно-фазовая модификация стеклокерамических материалов под действием излучения CO2-лазера // Изв. РАН. Сер. физ. 2008. Т. 72. № 2. С. 184–188.
- 14. Veiko V.P., Kieu Q.K., Nikonorov N.V., Shur V.Ya., Luches A., Rho S. Laser-induced modification of glass-ceramics microstructure and applications // Appl. Surface Sci. 2005. V. 248. № 1. P. 231–237. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2005.03.090
- 15. Lianhua Ji, Heuring V.P. Impact of gate fan-in and fan-out limits on optoelectronic digital circuits // Appl. Opt. 1997. V. 36. № 17. P. 3927–3940. https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?uRI=ao-36-17-3927
- 16. Бреховских М.Н., Батыгов С.Х., Моисеева Л.В., Егорышева А.В., Федоров В.А. Кристаллизация фторид хлоридных стекол на основе фторида гафния // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. № 1. С. 66–71. https://doi.org/10.7868/S0002337X16010024
- 17. Барановская В.Б., Карпов Ю.А., Петрова К.В., Короткова Н.А. Современные направления использования редкоземельных металлов и их соединений в металлургии и производстве оптических материалов // Цв. металлы. 2020. № 11. С. 54–62. https://doi.org/10.17580/tsm.2020.11.08
- 18. Лукьяшин К.Е., Ищенко А.В. Синтез и оптические свойства керамики YAG:Ce с высокой концентрацией церия // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66 № 8. С. 1099–1107. https://doi.org/10.31857/S0044457X21080134
- 19. Kravtsov A.A., Chapura O.M., Tarala V.A., Medyanik E.V., Tarala L.V., Suprunchuk V.E., Malyavin F.F., Kuznetsov S.V., Tsvetkov V.S., Dobretsova E.A., Kalachev Yu.L., Lapin V.A. Fabrication and characterization of LuAG:Er ceramics with high optical transmission // J. Eur. Ceram. Soc. 2025. V. 45. № 3. P. 117033. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2024.117033
- 20. Соломаха Т.А., Трусова Е.Е., Третьяк Е.В. Люминесцентные материалы в форме стеклокерамики // Журн. БГУ. Химия. 2020. № 1. С. 88–94. https://doi.org/10.33581/2520-257X-2020-1-88-94
- 21. Lach R., Wojciechowski K., Łańcucki Ł., Stan M., Trenczek-Zając A., Bućko M.M. Transparent YAG material prepared from nanopowder with core-shell morphology // Ceram. Int. 2019. V. 45. № 15. P. 19141–19147. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.06.160
- 22. Wang S.F., Zhang J., Luo D.W., Gu F., Tang D.Y., Dong Z.L., Tan G.E.B., Que W.X., Zhang T.S., Li S., Kong L.B. Transparent ceramics: processing, materials and applications // Prog. Solid State Chem. 2013. V. 41. P. 20–54. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2012.12.002
- 23. Wagner F., Nolte P.W., Steudel F., Schweizer S. Thermographic investigation of luminescent barium borate glasses for white-LED applications // SPIE. 2015. V. 9485. P. 948516. https://doi.org/10.1117/12.2177024
- 24. Волощук Д.С., Анисимов В.В., Макаров Н.А. Стеклокерамика на основе корунда, модифицированного боросиликатным стеклом для LTCC технологии // Стекло и керамика. 2024. Т. 97. № 6. С. 22–26. https://doi.org/10.14489/glc.2024.06.pp.022-026
- 25. Speiser J. Scaling of thin-disk lasers — influence of amplified spontaneous emission // J. Opt. Soc. Am. B. 2009. V. 26. № 1. P. 26–35. https://doi.org/10.1364/JOSAB.26.000026
- 26. Yagia H., Takaichi K., Ueda K., Yanagitani T., Kaminskii A.A. Influence of annealing conditions on the optical properties of chromium-doped ceramic Y3Al5O12 // Opt. Mater. 2006. V. 29. № 4. P. 392–396. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2005.08.035
- 27. Гаранин С.Г., Осипов В.В., Шитов В.А., Соломонов В.И., Лукьяшин К.Е., Спирина А.В., Максимов Р.Н., Поздняков Е.В. Nd:YAG/Cr:YAG композитная лазерная керамика // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 2. С. 102–105. https://doi.org/10.15372/AOO20160203
- 28. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ / Под ред. Лидина Р.А. 6-е изд. М.: ИНФРА-М, 2019. 480 с.
- 29. Aghili S., Panjepour M., Meratian M. Kinetic analysis of formation of boron trioxide from thermal decomposition of boric acid under non-isothermal conditions // J. Therm. Anal. Calorim. 2018. V. 131. P. 2443–2455. https://doi.org/10.1007/s10973-017-6740-3
- 30. Kaur G., Kainth S., Kumar R., Sharma P., Pandey O.P. Reaction kinetics during non-isothermal solid-state synthesis of boron trioxide via boric acid dehydration // React. Kinet. Mech. Cat. 2021. V. 134. P. 347–359. https://doi.org/10.1007/s11144-021-02084-8
- 31. Balcı S., Sezgi N.A., Eren E. Boron oxide production kinetics using boric acid as raw material // Ind. Eng. Chem. Res. 2012. V. 51. P. 11091–11096. https://doi.org/10.1021/ie300685x
- 32. Плехович А.Д., Кутьин А.М., Ростокина Е.Е., Балуева К.В., Комшина М.Е., Шумовская К.Ф., Евдокимов И.И., Курашкин С.В., Разов Е.Н. Синтез стеклокерамики методом пропитки алюмоиттрий-эрбиевого граната расплавом стекла BaO–B2O3–Bi2O3 // Неорган. материалы. 2024. Т. 60. № 3. С. 364–372. https://doi.org/10.31857/S0002337X24030149
- 33. Плехович А.Д., Кутьин А.М., Балуева К.В., Ростокина Е.Е., Комшина М.Е., Шумовская К.Ф. Анализ химических и фазовых превращений при синтезе стеклокерамики на основе висмут-барий-боратного стекла и Er:YAG // Журн. неорган. химии. 2024. Т. 69. № 8. С. 1155–1162. https://doi.org/10.31857/S0044457X24080085
- 34. Kutyin A.M., Rostokina E.Ye., Gavrishchuk E.M., Drobotenko V.V., Plekhovich A.D., Yunin P.A. Kinetics and formation mechanism of yttrium aluminum garnet from an amorphous phase prepared by the sol–gel method // Ceram. Int. 2015. V. 41. № 9. P. 10616–10623. https://doi.org/10.1016/J.CERAMINT.2015.04.161