[發明專利]磷酸鋁玻璃組合物

有效

• 申請號: 201110354335.X
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102545029B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 李洪;卡斯滕·魏因霍爾德;伊麗莎白·蔡斯
• 申請（專利權）人: 肖特公司
• 主分類號: H01S3/17
• 分類號: H01S3/17
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張珂珂;郭國清

技術領域

本發明涉及磷酸鋁基玻璃，特別是適合用作固體激光介質的磷酸鋁基玻璃。特別是，本發明涉及例如通過加入一定量的二氧化硅和/或硼酸鹽改善包含氧化鋁的磷酸鹽基玻璃組合物的物理和激光性能。

背景技術

激光玻璃是通過在主體玻璃體系中摻雜能夠產生激光的稀土元素例如釹和鐿來制造的。這些稀土摻雜激光玻璃產生激光的能力是由光放大所導致，所述光放大是通過玻璃內的激發態稀土元素離子受激發射獲得的。

眾所周知，磷酸鹽激光玻璃可用作高平均功率和高峰能量激光器系統的主體基質。例如，US?4,661,284(Cook等人)公開了一種摻雜釹的包含二氧化硅和/或硼的磷酸鹽激光玻璃，與以前的磷酸鹽激光玻璃相比，據稱該玻璃具有相對低的自身濃度猝滅速率，高的耐熱沖擊性和高的感應發射截面。該玻璃不包含氧化鋁。

US?4,075,120(Myers等人)公開了據稱適合于高能量、高峰值功率激光應用的激光磷酸鹽玻璃組合物，并且該玻璃組合物被描述為包含大量的經由選擇的堿土金屬氧化物和大量的經由選擇的堿金屬氧化物。還據稱該玻璃具有高增益、低非線性折射率，優良的化學穩定性和優良的光學性能。US′120公開的特定玻璃包含相對高含量的堿金屬和/或堿土金屬，以及相對低含量的Al₂O₃。

US?5,322,820(Myers等人)公開了據稱能以均衡消熱性能、高增益及高斷裂強度來提供高平均功率作用的磷酸鹽玻璃組合物。據稱該玻璃還顯示出優良的化學穩定性。US′820公開了包含相對高含量Al₂O₃和/或La₂O₃的特定玻璃。

US?4,929,387(Hayden等人)和US?5,032,315(Hayden等人)公開了包含少量或不包含二氧化硅的磷酸鹽玻璃組合物，據稱其對高的平均功率激光有用，同時顯示出高的熱導率和低的熱膨脹系數。還據稱該玻璃顯示優良的化學穩定性。US′387和US′315公開的特定玻璃通常包含相對高含量的堿金屬和/或堿土金屬，結合有相對高含量的Al₂O₃。

US?5,053,165(Tortani等人)公開了磷酸鹽基玻璃組合物，據稱其適用于高平均功率激光應用，并且其特征在于強的耐熱沖擊性。Tortani等人公開的特定玻璃包含相對高含量的堿金屬和/或堿土金屬，并且不包含SiO₂或者B₂O₃。

US?4,820,662(Izumitani等人)公開了磷酸鹽玻璃組合物，其中磷酸鹽激光玻璃的主要組分P₂O₅的一部分被SiO₂取代，以降低熱膨脹系數并且增大抗沖擊性能。為抵消由于磷酸鹽中大量的SiO₂而導致的化學穩定性的惡化，可將Al₂O₃加入該玻璃。還據稱用Al₂O₃取代部分SiO₂可降低受激發射截面。Izumitani等人公開的特定玻璃包含相對高含量的堿金屬，結合有相對高總含量的SiO₂和Al₂O₃。

US?6,853,659(Hayden等人)公開了一種使用高度摻雜磷酸鹽基玻璃組合物的激光器系統。US′659公開的該特定玻璃包含相對高含量的稀土金屬，并且不包含SiO₂或B₂O₃。US?6,911,160(Myer等人)還公開了高度摻雜磷酸鹽激光玻璃。

US?5,663,972(Payne等人)公開了據稱具有寬的發射帶寬、即大于約29納米發射帶寬的釹-摻雜的磷酸鹽激光玻璃。該玻璃主要由P₂O₅、Al₂O₃和MgO組成。

US?5,526,369和WO?94/08373(Hayden等人)還公開了釹-摻雜的磷酸鹽激光玻璃。在這種情況下，據稱該激光玻璃理想地具有窄的發射帶寬(小于26納米)以改進提取效率。在這種典型類型的激光器中，激光發射相對于發射帶寬而言是狹窄的，因此，波長超出激光器操作的窄帶寬之外的發射光實際上被浪費了。為此，希望有窄的發射帶寬。由US′369公開的玻璃包含相對高的堿金屬和堿土金屬總含量。