journal article·2026-01Open access

Extended‐Range Thermometry via Dual Er Fluorescence of Oxyfluoride Glass‐Ceramic Optical Fibers

Giulio Gorni, Mercedes Sedano, Marcin Kochanowicz, Dominik Dorosz, Carlos Zaldo, María Jesús Pascual

Advanced Optical Materials· Volume 14· Issue 3

Abstract

Abstract Oxyfluoride glass‐ceramics (GCs) containing LaF 3 or α‐NaLuF 4 nanocrystals, co‐doped with 2 mol% Yb 3+ and 0.5 mol% Er 3+ , are considered as core materials for the implementation of optical fiber photoluminescence (PL) thermometers. A dual‐channel ratiometric thermometry approach combining green (UC, 2 H 11/2 → 4 I 15/2 vs 4 S 3/2 → 4 I 15/2 ) and infrared (IR, 4 I 13/2 (m´) → 4 I 15/2 vs 4 I 13/2 (m) → 4 I 15/2 ) emissions allows the extension of the sensing temperature range above the UC luminescence quenching (at ≈ 650 K) by over 100 K (LaF 3 ) or 150 K (α‐NaLuF 4 ). The IR channel operates at the wavelength of minimum propagation losses of optical fibers, facilitating long‐distance propagation of luminescence signals. The UC channel in LaF 3 ‐GC shows a maximum absolute sensitivity S A = 102 × 10 −4 K −1 at 602 K in glass and S A = 71 × 10 −4 K −1 at 591 K in GC with thermal resolution δ = 1.5–3 K. The α‐NaLuF 4 ‐glass and ‐GC reach UC S A = 90 × 10 −4 K −1 at 698 K. The IR channel in both GCs, based on PL intensity ratios at λ = 1498 nm and λ = 1610 nm, exhibits S A ≈ 30‐10 × 10 −4 K −1 for the 300–800 K range with thermal resolution δ = 4.8‐6.4 K.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Luminescence Properties of Advanced Materials · Optical properties and cooling technologies in crystalline materials · Solid State Laser Technologies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Ceramics and Glass Institute CSIC c/ Kelsen 5 Madrid 28049 Spain

Faculty of Electrical Engineering Bialystok University of Technology Wiejska 45D street Bialystok 15–351 Poland

Faculty of Materials Science and Ceramics AGH University of Krakow 30 Mickiewicza Ave. Krakow 30–059 Poland

Materials Science Institute of Madrid CSIC c/ Sor Juana Inés de la Cruz 3 Madrid 28049 Spain

References (91)

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