專利名稱：高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃，特別是一種高濃度鉺離子摻雜中紅外2. 7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻3 ο背景技術(shù)
鉺離子2. 7μπι激光輸出首先是通過(guò)鉺離子摻雜晶體獲得的。近年來(lái)，對(duì)于鉺離子摻雜的2. 7μπι輸出的固體激光器因其在醫(yī)療外科、遙感探測(cè)、生物工程及軍事領(lǐng)域的重要應(yīng)用引起了研究者的關(guān)注。1967年在LiYF4晶體中首次報(bào)道了 3 μ m的脈沖和連續(xù)激光輸出。1988年，Pollack首次報(bào)道了鉺離子摻雜的ZBLAN氟化物光纖，由于Er3+:4I11/2 — 4I1372 躍遷，獲得中心波長(zhǎng)在2.78 μ m，輸出能量為75J的激光輸出。2008年，Zhu等在ZBLAN氟化物光纖中獲得瓦級(jí)激光輸出，之后研究者們相繼獲得近10瓦及在液冷條件下獲得24瓦的激光輸出。但是由于晶體大尺寸難以制備、稀土離子摻雜濃度小和ZBLAN玻璃的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性較差，限制了它們?cè)? μ m輸出上的應(yīng)用。
重金屬氧化物玻璃，如鍺酸鹽玻璃、碲酸鹽玻璃、鉍酸鹽玻璃，具有較低的聲子能量，同時(shí)稀土離子溶解度高，折射率高，轉(zhuǎn)變溫度較高，且具有較好的紅外透過(guò)性能。這些性質(zhì)為重金屬氧化物玻璃作為鉺離子中紅外2. 7 μ m發(fā)光的實(shí)現(xiàn)提供了保障。碲鎢酸鹽玻璃具有上述重金屬氧化物玻璃的特征，并已實(shí)現(xiàn)2 μ m的激光輸出，但是國(guó)內(nèi)外目前對(duì)實(shí)現(xiàn)鉺離子單摻中紅外2. 7 μ m發(fā)光的碲鎢酸鹽玻璃的研究還未諸報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種高濃度鉺離子摻雜中紅外2. 7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃，該玻璃具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，較好的紅外透過(guò)性能，在980nm波長(zhǎng)的激光二極管泵浦下能獲得很強(qiáng)的中紅外2. 7 μ m熒光。
本發(fā)明具體的技術(shù)解決方案如下
一種高濃度鉺離子摻雜中紅外2. 7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃，其特點(diǎn)在于該玻璃的摩爾百分比組成為
組成mol%
TeO258 70，
WO315 25，
La2O3O 15，
LaF3O 15，
Er2O32 4。
上述的高濃度鉺離子摻雜中紅外2. 7μπι發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃的制備方法，包括下列步驟
①選定所述的玻璃組 成及其摩爾百分比，計(jì)算出相應(yīng)的各玻璃組成的重量，準(zhǔn)確稱取各原料，混合均勻形成混合料；
②將混合料放入剛玉坩堝中于1200 1250°C的硅碳棒電爐中熔化，熔化時(shí)間為 15 20分鐘；
③待混合料完全熔化后，澄清10 15分鐘，將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中；
④將玻璃迅速移入到已升溫至低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 10°C的馬弗爐中，保溫8 12小時(shí)，再以10°C /小時(shí)的速率降至室溫，完全冷卻后取出玻璃樣品。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下
本發(fā)明高濃度鉺離子摻雜中紅外2. 7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃，通過(guò)碲鎢酸鹽玻璃中引入稀土離子鉺離子，可以獲得很強(qiáng)的中紅外2. 7μπι發(fā)光，玻璃中稀土離子摻雜濃度高，在中紅外2. 7μπι附近紅外透過(guò)率高，物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，穩(wěn)定性參數(shù)ΛΤ3 180°C。在 980nm波長(zhǎng)的激光二極管泵浦下可以獲得很強(qiáng)的2. 7 μ m熒光發(fā)射，適用于中紅外2. 7 μ m激光玻璃與光纖材料的制備及應(yīng)用。


圖1為實(shí)施例1#所獲得的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃的差熱曲線。
圖2為實(shí)施例1#所獲得的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃的紅外透過(guò)譜。
圖3為實(shí)施例1#所獲得的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃的在980nm波長(zhǎng)的激光二極管泵浦下的熒光光譜。
圖4為實(shí)施例1#到3#所獲得的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃的在980nm波長(zhǎng)的激光二極管泵浦下不同鉺離子摻雜濃度條件下的熒光光譜對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明高濃度鉺離子摻雜中紅外2. 7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃的9個(gè)具體實(shí)施例的玻璃成分如表I所示
表1:具體9個(gè)實(shí)施例的玻璃配方
權(quán)利要求
1.一種高濃度鉺離子摻雜中紅外2. 7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃，其特征在于它的摩爾百分比組成為組成mol1^TeO258 70, WO3 15 25,La2O3O 15,LaF3O 15,Er2O32 4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度鉺離子摻雜中紅外2. 7 μ m發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃，其特征在于所述的玻璃中鉺離子在980nm泵浦光激發(fā)下可獲得中紅外2. 7 μ m熒光。并且，在鉺離子摻雜濃度達(dá)到3mol%時(shí)，鉺離子中紅外2. 7 μ m熒光不會(huì)發(fā)生熒光淬滅。
全文摘要
一種高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發(fā)光碲鎢酸鹽玻璃，該玻璃的摩爾百分比組成范圍為TeO2:58～70%，WO3:15～25%，La2O3:0～15%，LaF3:0～15%，Er2O3:2～4%。采用剛玉坩堝和硅碳棒電爐熔融方法制備。本發(fā)明玻璃鉺離子摻雜濃度高，在中紅外2.7μm附近紅外透過(guò)率高，物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，穩(wěn)定性參數(shù)ΔT≥180℃。在980nm波長(zhǎng)的激光二極管泵浦下可以獲得很強(qiáng)的中紅外2.7μm熒光，適用于中紅外2.7μm發(fā)光的鉺離子摻雜的特種玻璃及光纖材料的制備及應(yīng)用。
文檔編號(hào)C03C3/23GK103058516SQ201310017519
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者郭艷艷, 張軍杰, 馬瑤瑤, 黃飛飛, 張麗艷, 胡麗麗 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所