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作者：沈毅鸿;吴敏波;伦振杰;左笛;陈东丹;钱奇;董国平;杨中民;
单位：华南理工大学材料科学与工程学院,华南理工大学物理与光电学院,发光材料与器件国家重点实验室,广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室,广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心;
摘要：Nd~(3+)掺杂磷酸盐玻璃因其较大的受激发射截面、高效能量转换效率以及高能量存储密度，在激光武器、光通信和生物医疗等前沿领域具有重要的应用前景。然而，稀土离子掺杂激光玻璃的研发主要依赖经验引导、简单循环的“试错法”模式，存在研发效率低、周期长、成本高等问题，严重阻碍了激光玻璃材料及器件的发展。以Nd~(3+)掺杂Li_2O-MgO-Al_2O_3-P_2O_5玻璃为研究对象，利用玻璃组分空间中的邻近玻璃态化合物(NGCs)来预测玻璃的Nd~(3+)局域结构特征和发光性能。研究表明，在该玻璃体系中，通过NGCs预测的Nd~(3+)局域结构特征参数与分子动力学模拟结果高度一致；在发光性能方面，通过NGCs预测的荧光寿命和受激发射截面值与实验值的最大相对误差仅分别为6.19%和1.72%。基于此方法，成功筛选出了荧光寿命长、受激发射截面高的Nd~(3+)掺杂磷酸盐激光玻璃组分。该研究为新型激光玻璃的组分设计提供了一条快速、低成本、高效的新方法。
关键词：激光玻璃;磷酸盐玻璃;钕离子;邻近玻璃态化合物;定量预测
基金资助：国家自然科学基金（62235014）; 博士后自然科学基金面上项目（2024M760950）
