[發(fā)明專利]一種流體激光工作物質(zhì)及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710173297.1
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101217228A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋瑋;彭波;魯家豹;余榮彪;王洪宇;仇曉明;林建明;覃春陽
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: H01S3/20
• 分類號: H01S3/20;B01J19/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬光學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型流體激光材料及其制備方法。

技術(shù)背景

高重復(fù)強(qiáng)激光技術(shù)是激光技術(shù)的重大發(fā)展方向之一，在我國已被列入國家科學(xué)技術(shù)中長期發(fā)展規(guī)劃。高重復(fù)超強(qiáng)激光系統(tǒng)不僅是未來人類新能源的希望，在國防上也有極其重要的地位，比如激光聚變(ICF)。目前已發(fā)展的和正在發(fā)展的高重復(fù)強(qiáng)激光系統(tǒng)，如美國正在建造的192束、1.8兆焦耳脈沖能量的國家點火設(shè)備(NIF)，我國正在研制的60束、100KJ的神光-III主機(jī)巨型裝置等除了在某些領(lǐng)域小部分在探索氣體激光外，大部分都采用的是固體激光，使用固體激光工作物質(zhì)。

目前固體強(qiáng)激光系統(tǒng)的發(fā)展遇到了困難和技術(shù)瓶頸，一是固體激光材料在高功率工作中容易生成損傷點，并且一旦生成了損傷點，在高功率運行中會迅速擴(kuò)大，最終導(dǎo)致自身的破壞，這已經(jīng)成為激光器運轉(zhuǎn)功率繼續(xù)提升的一個很嚴(yán)峻的自然瓶頸；二是固體的激光器中對固體激光工作物質(zhì)沒有較好的冷卻方案，無法從根本上克服運行中的導(dǎo)熱問題，在很大程度上制約了它的重復(fù)使用率、使用范圍、運轉(zhuǎn)周期和壽命，特別是不能提高重復(fù)使用率限制了一些應(yīng)用領(lǐng)域，同時使運行成本居高不下，達(dá)不到大規(guī)模商業(yè)化的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服目前無機(jī)固體激光材料易損傷和導(dǎo)熱性差的技術(shù)瓶頸，提供一種成本低的有機(jī)流體激光材料及制備方法。

本發(fā)明提出的新型流體激光工作物質(zhì)，由納米稀土復(fù)合氧化物(Nd_xY_y)₂O₃，0＜x/y≤1/9，經(jīng)過表面修飾，然后分散于有機(jī)溶劑(DMF或DMSO)中而獲得。

本發(fā)明提出的新型流體激光工作物質(zhì)，其制備方法如下：

首先，采用溶液燃燒法合成出納米稀土復(fù)合氧化物(Nd_xY_y)₂O₃(x/y≤1/9)；然后，對該納米稀土復(fù)合氧化物的表面進(jìn)行修飾；最后，將修飾好的納米稀土復(fù)合氧化物分散到有機(jī)溶劑中(如DMSO、DMF)形成透明溶液，即得流體激光工作物質(zhì)。其中，修飾所用的修飾劑為硅烷偶聯(lián)劑，如二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷，硅烷偶聯(lián)劑的用量為納米稀土復(fù)合氧化物質(zhì)量的0.5％-2％，修飾反應(yīng)時間為20min-40min，修飾反應(yīng)溫度為65～80℃。

本發(fā)明制備得到的激光介質(zhì)具有良好的流動性和導(dǎo)熱性，用它做成的激光器，可廣泛應(yīng)用于需要激光器的國防、通訊等眾多相關(guān)領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中表面修飾前后的復(fù)合納米材料分散在乙醇中的TEM圖。

圖2是本發(fā)明中該新型液體激光工作物質(zhì)的吸收光譜。

圖3是本發(fā)明中該新型液體激光工作物質(zhì)的熒光光譜。

具體實施方式

為了更好地闡述該發(fā)明的成效，列舉實施例如下：

實施例1：

將5.006g?Nd₂O₃與0.994gY₂O₃混合后加入稍過量的硝酸，充分反應(yīng)后加入4.2g甘氨酸(NH₂CH₂COOH)和一定量的去離子水，再加熱蒸發(fā)至凝膠狀，最后在高溫爐上燃燒即得到淡藍(lán)色復(fù)合納米粒子(Nd_0.1Y_0.9)₂O₃。取500mg復(fù)合納米粒子裝入兩頸瓶中，密封后進(jìn)行無氧處理，并加入分析純丙酮，再滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％的二甲基二氯硅烷(或三甲基氯硅烷)，反應(yīng)后進(jìn)行提純和真空干燥處理后得到近白色的納米粉末。再將此粉末超聲分散到DMF(二甲基甲酰胺)或DMSO(二甲亞砜)；中得到含Nd³⁺濃度為1.0×10²⁰cm^-3的液體激光工作物質(zhì)。