[發明專利]含鉺、釹元素的磷鍺酸鹽玻璃組合物及用途

有效

• 申請號: 201210002985.2
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102515529A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 盧子忱
• 申請（專利權）人: 深圳市卓先實業有限公司
• 主分類號: C03C3/253
• 分類號: C03C3/253
• 代理公司: 深圳市攜眾至遠知識產權代理事務所(普通合伙) 44306
• 代理人: 成義生;肖溶蘭

技術領域

本發明涉及玻璃組合物，特別是涉及一種近紅外激光輸出用的含鉺、釹元素的磷鍺酸鹽玻璃組合物。

背景技術

近紅外激光在激光醫療、人眼安全激光雷達、遙感探測、大氣監測等方面具有廣闊的應用前景，特別是在人體理療方面的應用，如治療高血脂、降低血液粘度以預防心腦血管疾病、治療心腦血管病及預防高血壓等受到人們的廣泛關注。目前普遍采用的是將半導體激光器發出的650～780?nm可見紅光激光直接作用于人體。但這一波段的激光因波長較短而能量偏大。波長在1微米附近的紅外激光則能量適中，是激光理療儀的理想波長。很多基質材料，如熔石英，氟化物，鍺酸鹽，磷酸鹽，碲酸鹽玻璃中摻雜釹（Nd）離子均可以獲得近紅外激光輸出（參見John?H.?Campbell,?Joseph?S.?Hayden,?Alex?Marker,?High-Power?Solid-State?Lasers:?a?Laser?Glass?Perspective,?International?Journal?of?Applied?Glass?Science）。氟化物玻璃聲子能量很低(540?cm-1)。然而，因上述物質的制備工藝復雜、化學穩定性和機械性能差等特點，使其難以實用產業化（參見J?.?Y?Allain?,?M?.?Monerie?,?and?H?.?Poignant?,?Room?temperature?cw?tunable?green?upconversion?holmium?fiber?laser?,?Electron?.?Lett?.?1?990?,?26?(?4?)?:?261-?262）。熔石英玻璃具有良好的物理性質，但其聲子能量較高(1100cm～1)，且稀土溶解能力較差。鍺酸鹽玻璃因較高的熔制溫度及昂貴的原料成本也使其應用受到限制。相比而言，磷鍺酸鹽玻璃具有合理的聲子能量，比磷酸鹽玻璃有更好的化學和機械穩定性以及更寬的發光光譜。通過與鉺（Er）共摻，能夠更好的降低激光閾值，易于實現便攜式毫瓦級紅外激光輸出。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，而提供一種抗析晶能力強，熱穩定性及物化性能優良，可有效降低激光閾值，且近紅外激光性能穩定的含鉺、釹元素的磷鍺酸鹽玻璃組合物。

為實現上述目的，本發明提供一種含鉺、釹元素的磷鍺酸鹽玻璃組合物，該組合物的以摩爾百分比計的組分為：

五氧化二磷（P2O5）??????40～70

二氧化鍺（GeO2）????????0～7.5

氧化鋅（ZnO）_{??????????????????????}4～20

氯化鋅（ZnCl2）?????????0～50

氧化鉺（Er2O3）?????????0.5～1

氧化釹（Nd2O3）?????????2～5。

優選地，該組合物的以摩爾百分比計的組分為：

五氧化二磷（P2O5）????????55

二氧化鍺（GeO2）??????????4

氧化鋅（ZnO）_{??????????????????????????}12

氯化鋅（ZnCl2）???????????25

氧化鉺（Er2O3）???????????0.7

氧化釹（Nd2O3）???????????3.3。

本發明也提供了所述含鉺、釹元素的磷鍺酸鹽玻璃組合物的用途，該組合物用于制造近紅外激光輸出玻璃芯片。

本發明的貢獻在于，其有效克服了磷酸鹽玻璃機械化學性能差等缺陷。由于本發明的組合物中含有二氧化鍺和氧化鋅，因而有效改善了玻璃體系的形成能力和機械性能，提高了玻璃的抗析晶能力，使玻璃的熱穩定性及物化性能優良，達到了實用化的要求。由于本發明的組合物中含有氯化鋅（ZnCl2），且氯化物的聲子能量比氟化物更低，使其進一步降低了玻璃的聲子能，從而大大降低了激光閾值。還由于本發明的組合物中含有鉺和釹元素，因而有效降低了激光閾值，從而使該組合物易于作為便攜式激光理療儀芯片。

具體實施方式

下列實施例是對本發明的進一步解釋和說明，對本發明不構成任何限制。

實施例1