镱掺杂的铝硅酸盐中的氧缺陷(ODCs)色心是导致短波长能量吸收,从而引起紫外与红外波长的诱导损耗。当镱离子数超过石英基中空穴数时,Yb-Al或Yb-Yb阳离子间的价键遭到破坏的几率增大。释放的自由电子被GeO4四面体俘获,形成Ge(1)色心,其吸收峰位于280 nm。Yb-ODCs,通过双光子吸收释放的自由电子被Al或Yb俘获,形成色心导致光暗化。二价的镱离子Yb2+的特征吸收峰位于220 nm。但是,其吸收曲线并不符合典型的二价镱离子吸收曲线。石英玻璃中的典型ODC浓度为~,光暗化与材料的化学结构、周围的原子种类、镱离子的共价键等多种因素密切相关。
低能级电荷的转移,镱离子的三价态向低价态转换,导致Yb2+的形成,当稳定的Yb2+形成后,自由空穴产生,并激励到较高的能级CT态,这就导致了色心的形成,从而引起在紫外和红外波长的诱导损耗。230 nm的吸收不是由于Yb-ODC缺陷中心造成的,该强烈的吸收带是氧配位体(Ligands)附近的一个电子向镱离子的电荷转移带吸收造成的,而不是ODC造成的。
光暗化发生的根源在于”非桥键氧“的存在,”非桥键氧“俘获电子/空穴形成具备特定能量的色心,色心吸收一定能量的光子造成能量的损耗与光功率衰退。