Di atas adalah grafik yang menampilkan termometri optik berdasarkan LIR kristal tunggal Yb,Ho:GYTO.Kredit: Chuancheng Zhang, Shoujun Ding, Miaomiao Wang, Hao Ren, Xubing Tang, Yong Zou, Renqin Dou & Wenpeng Liu
Termometri optik yang memanfaatkan pendaran konversi (UC) dari lantanida menawarkan sensitivitas tinggi dan waktu respons yang cepat. Teknik ini didasarkan pada prinsip pendaran UC, sebuah proses di mana foton berenergi rendah (dalam spektrum NIR inframerah-dekat) diubah menjadi foton berenergi tinggi (dalam spektrum tampak) melalui mekanisme anti-Stokes.
Pertama, Yb3+ ion menyerap energi rendah foto dengan panjang gelombang sekitar 980 nm, maka Yb3+ ion dapat secara efektif mentransfer energi ke Ho3+ ion karena tingkat energi yang cocok antara Yb3+ ion dan Ho3+ ion, sedangkan Ho3+ ion menerima energi dari dua Yb yang berbeda3+ ion, ia mampu memancarkan satu foton dengan panjang gelombang 550 atau 650 nm, dan rasio intensitas kedua pita emisi ini disebut rasio intensitas pendaran (LIR). Termometri optik diwujudkan dengan pergantian LIR dengan perubahan suhu. Dengan cara ini, suhu dapat disimpulkan dengan LIR tertentu.
Kemajuan dalam Termometri Optik
Peneliti yang dipimpin oleh Prof Shoujun Ding di Universitas Teknologi Anhui (AHUT), Cina, tertarik pada termometri optik dengan kristal tunggal, teknik LIR tradisional mengandalkan pendeteksian dua tingkat energi yang digabungkan secara termal seperti Er3+ (2H11/2, 3S3/2) dan Tm3+ (3F2,3, 3H4) yang dibatasi oleh kesenjangan energi antara pasangan level ini, tetapi dalam Ho3+ ion, tingkat energi yang digabungkan secara non-termal (5F4/5S2 Dan 5F5) dengan kesenjangan energi 3000 cm–1 memungkinkan sensitivitas yang lebih tinggi.
Teknik termometri non-kontak berdasarkan LIR memungkinkan realisasi pengukuran suhu dalam kondisi sulit tertentu seperti intraseluler, tambang batu bara, dan pembangkit listrik. Kristal tunggal Gd0,74Y0,2Tao4 dipilih untuk menahan Yb3+ ion dan Ho3+ ion daripada fosfor tradisional, kristal ini memiliki simetri rendah dan medan kristal kuat, yang kondusif untuk meningkatkan efisiensi fotoluminesensi ion Re. Maksimal SA Dan SR nilai kristal tunggal baru ini mencapai 0,0010 dan 0,0037 K–1masing-masing. Para peneliti memperkirakan potensi signifikan kristal tunggal Yb,Ho:GYTO untuk aplikasi dalam termometri optik.
Referensi: “Pendaran konversi dan perilaku termometri optik kristal GYTO yang didoping bersama Yb3+ dan Ho3+” oleh Chuancheng Zhang, Shoujun Ding, Miaomiao Wang, Hao Ren, Xubing Tang, Yong Zou, Renqin Dou dan Wenpeng Liu, 31 Oktober 2023, Perbatasan Optoelektronik.
DOI: 10.1007/s12200-023-00083-2
Penelitian ini didanai oleh Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Proyek Terbuka Laboratorium Teknologi Laser Tingkat Lanjut di Provinsi Anhui, Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Utama di Provinsi Anhui, Proyek Penelitian Ilmu Pengetahuan Alam Universitas di Provinsi Anhui, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Tianjin, dan Laboratorium Utama Chongqing untuk Material Canggih dan Teknologi Energi Bersih.
