[發明專利]高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃

無效

• 申請號: 201310017519.6
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103058516A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 郭艷艷;張軍杰;馬瑤瑤;黃飛飛;張麗艷;胡麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C03C3/23
• 分類號: C03C3/23;C03C4/12
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及玻璃，特別是一種高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃。

背景技術

鉺離子2.7μm激光輸出首先是通過鉺離子摻雜晶體獲得的。近年來，對于鉺離子摻雜的2.7μm輸出的固體激光器因其在醫療外科、遙感探測、生物工程及軍事領域的重要應用引起了研究者的關注。1967年在LiYF4晶體中首次報道了3μm的脈沖和連續激光輸出。1988年，Pollack首次報道了鉺離子摻雜的ZBLAN氟化物光纖，由于Er³⁺:⁴I_11/2→⁴I_13/2躍遷，獲得中心波長在2.78μm，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玻璃的熱穩定性和化學穩定性較差，限制了它們在3μm輸出上的應用。

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，同時稀土離子溶解度高，折射率高，轉變溫度較高，且具有較好的紅外透過性能。這些性質為重金屬氧化物玻璃作為鉺離子中紅外2.7μm發光的實現提供了保障。碲鎢酸鹽玻璃具有上述重金屬氧化物玻璃的特征，并已實現2μm的激光輸出，但是國內外目前對實現鉺離子單摻中紅外2.7μm發光的碲鎢酸鹽玻璃的研究還未諸報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃，該玻璃具有優良的熱穩定性，較好的紅外透過性能，在980nm波長的激光二極管泵浦下能獲得很強的中紅外2.7μm熒光。

本發明具體的技術解決方案如下：

一種高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃，其特點在于該玻璃的摩爾百分比組成為：

組成??????????mol％

TeO₂??????????58～70，

WO₃???????????15～25，

La₂O₃?????????0～15，

LaF₃??????????0～15，

Er₂O₃?????????2～4。

上述的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發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，計算出相應的各玻璃組成的重量，準確稱取各原料，混合均勻形成混合料；

②將混合料放入剛玉坩堝中于1200～1250℃的硅碳棒電爐中熔化，熔化時間為15～20分鐘；

③待混合料完全熔化后，澄清10～15分鐘，將玻璃液澆注在預熱的模具中；

④將玻璃迅速移入到已升溫至低于玻璃轉變溫度（T_g）10℃的馬弗爐中，保溫8～12小時，再以10℃/小時的速率降至室溫，完全冷卻后取出玻璃樣品。

本發明的技術效果如下：

本發明高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃，通過碲鎢酸鹽玻璃中引入稀土離子鉺離子，可以獲得很強的中紅外2.7μm發光，玻璃中稀土離子摻雜濃度高，在中紅外2.7μm附近紅外透過率高，物理化學性質優良，穩定性參數ΔT≥180℃。在980nm波長的激光二極管泵浦下可以獲得很強的2.7μm熒光發射，適用于中紅外2.7μm激光玻璃與光纖材料的制備及應用。

附圖說明

圖1為實施例1^#所獲得的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃的差熱曲線。

圖2為實施例1^#所獲得的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃的紅外透過譜。

圖3為實施例1^#所獲得的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃的在980nm波長的激光二極管泵浦下的熒光光譜。

圖4為實施例1^#到3^#所獲得的高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃的在980nm波長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比圖。

具體實施方式

本發明高濃度鉺離子摻雜中紅外2.7μm發光碲鎢酸鹽玻璃的9個具體實施例的玻璃成分如表1所示：