[发明专利]铈离子掺杂YAG与铬离子掺杂LuAG混晶材料及其制备方法

说明书

本发明公开铈离子掺杂YAG与铬离子掺杂LuAG混晶材料及其制备方法，由化学式为Cesubgt;x/subgt;:Ysubgt;3‑x/subgt;Alsubgt;5/subgt;Osubgt;12/subgt;的微晶粒及化学式为Crsubgt;y/subgt;:Lusubgt;3/subgt;Alsubgt;5‑y/subgt;Osubgt;12/subgt;的微晶粒均匀复合的混晶材料，其中，x的取值范围为：0≤x≤0.06，y的取值范围为：0≤y≤0.1。本发明的有益效果在于：在蓝色LD激发下，在640‑740nm有强烈的宽带发射，可以弥补发光中的红光成分，提高激光照明的显色指数。

技术领域

本发明涉及激光照明用荧光材料领域，特别地是，铈离子掺杂YAG与铬离子掺杂LuAG混晶材料及其制备方法。

背景技术

照明技术历经白炽灯、荧光灯和LED时代后，随着激光技术的发展和激光二极管（Laser diode，简称LD）的应用扩展，正迎来以激光光源为代表的第四代光源技术。

激光照明中的重要发展指标包含降低荧光材料热效应、提高输出功率和输出白光质量。这需要荧光材料具有高的热导率、优秀的机械性能、宽带发射以及荧光材料吸收光谱与激光二极管发射光谱相匹配，目前市场上所应用的荧光粉、荧光玻璃均为荧光灯或者LED照明中的荧光材料，面向激光照明，荧光粉由于封装使用有机胶体，热导率低、容易老化、机械性能差等缺点无法满足激光照明对荧光材料的需求；荧光玻璃也面临着同样的问题，由于热导率低、机械性能差，在高能激光照明系统中，材料极易炸裂。而荧光陶瓷，尤其是目前在研的Ce:YAG荧光陶瓷，其热导率高、机械性能好、不易老化、Ce³⁺离子吸收光谱与445nm或者455nm蓝色激光二极管相匹配，被认为是非常适用于激光照明的荧光材料。

目前利用蓝色激光二极管激发Ce:YAG荧光陶瓷材料所得白光缺失红光成分，发光显色指数低，无法满足人类对照明光源的要求，因此迫切需要对荧光陶瓷发光光谱进行调控，寻找满足需求的荧光陶瓷材料具有重要意义。而Cr:LuAG陶瓷材料热导率高、机械性能优异、且吸收光谱与蓝色激光二极管发射光谱相匹配，在640 nm- 740 nm有非常强的宽带发射。即利用蓝色激光二极管可以同时激发Ce:YAG与Cr:LuAG材料实现在480 nm- 740 nm全波段发射。由于YAG与LuAG晶格结构相近，折射率差异较小，通过铈离子掺杂YAG与铬离子掺杂LuAG混晶材料制备，可以将Ce:YAG发射的480 nm- 640 nm与Cr:LuAG发射的640 nm-740 nm宽带光均匀混合，实现高质量、高显色指数白光输出。

发明内容

本发明的技术方案是这样实现的：铈离子掺杂YAG与铬离子掺杂LuAG混晶材料，由化学式为Ce_x:Y_3-xAl₅O₁₂的微晶粒及化学式为Cr_y:Lu₃Al_5-yO₁₂的微晶粒均匀复合的混晶材料，其中，x的取值范围为：0≤x≤0.06，y的取值范围为：0≤y≤0.1。

本发明还提供铈离子掺杂YAG与铬离子掺杂LuAG混晶材料的制备方法，用于制备上述混晶材料，包含有以下步骤，

步骤S1，制备化学式为Ce_x:Y_3-xAl₅O₁₂的微晶粒粉体及化学式为Cr_y:Lu₃Al_5-yO₁₂的微晶粒粉体，其中，x的取值范围为：0≤x≤0.06，y的取值范围为：0≤y≤0.1；

步骤S2，混合上述两种微晶粒粉体，并且将其压成坯体；以及，

步骤S3，烧结坯体，得到混晶材料。