[發明專利]一種鐠摻雜磷酸鹽玻璃及制備波導的方法

有效

• 申請號: 201310422875.6
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103496848A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 林海;趙昕;韓曉哲
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: C03C3/17
• 分類號: C03C3/17
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

1.一種鐠摻雜磷酸鹽玻璃，其特征在于：所述鐠摻雜磷酸鹽玻璃的制備方法包括如下步驟：

（1）將基質原料和氧化鐠混合得到混合料；其中：所述氧化鐠的量為基質原料量的0.1～0.5wt%，所述基質原料為偏磷酸鈉、偏磷酸鎂、偏磷酸鋁和氧化鋁，其摩爾比例為：偏磷酸鈉：偏磷酸鎂：偏磷酸鋁：氧化鋁＝50～67:3～4:25～44:3～4；

（2）將步驟（1）所得混合料在200～250℃條件下保溫4～6小時，自然冷卻至室溫，然后升溫至1350℃保溫0.5～1小時得到熔融的玻璃液；再將熔融的玻璃液在經過預熱的模具中成型，成型后的玻璃在470～510℃條件下退火0.5～3小時，自然冷卻至室溫后制得鐠摻雜磷酸鹽玻璃。

2.根據權利要求1所述的鐠摻雜磷酸鹽玻璃，其特征在于：所述步驟（2）中升溫速率為1～4℃/min。

3.根據權利要求1所述的鐠摻雜磷酸鹽玻璃，其特征在于：所述步驟（2）中所述模具為鋁制模具。

4.根據權利要求1所述的鐠摻雜磷酸鹽玻璃，其特征在于：所述步驟（2）中所述模具的預熱溫度470～510℃。

5.根據權利要求1所述的鐠摻雜磷酸鹽玻璃，其特征在于：所述預熱時間5～30分鐘。

6.利用權利要求1所述的鐠摻雜磷酸鹽玻璃制備波導的方法，其特征在于：具體步驟如下：

Ⅰ所述鐠摻雜磷酸鹽玻璃進行預處理后，加工成所需尺寸的鐠摻雜磷酸鹽玻璃基片；

Ⅱ玻璃基片經清洗后，采用熱蒸鍍法在玻璃基片表面蒸鍍厚度150～200nm的鋁膜，然后在玻璃基片表面打開4～50μm寬的離子交換窗口；

Ⅲ將具有離子交換窗口的玻璃基片浸沒在360～390℃硝酸鉀中進行離子交換0.5～2小時，離子交換后取出玻璃基片，自然冷卻至室溫，用去離子水洗去玻璃基片表面殘留的硝酸鉀，再洗凈玻璃基片表面的鋁膜，拋光后獲得鐠摻雜磷酸鹽玻璃波導。

7.根據權利要求6所述的制備波導的方法，其特征在于：步驟Ⅰ中所述預處理過程為：首先采用金剛砂對制備的鐠摻雜磷酸鹽玻璃進行粗磨加工，并使其相對兩面平行；然后采用氧化鋁對玻璃進行細磨，使其表面光滑；再用拋光液在拋光機上對玻璃進行精密拋光；最后以無水乙醇清洗，使其表面清潔。

8.根據權利要求6所述的制備波導的方法，其特征在于：步驟Ⅱ中清洗玻璃基片的方法為：將玻璃基片依次置于三氯乙烷、丙酮和異丙醇中各清洗5～10min，最后以去離子水沖洗殘余污漬，并用氮氣將玻璃基片表面吹干。

9.根據權利要求6所述的制備波導的方法，其特征在于：所述步驟Ⅱ中在玻璃基片表面打開離子交換窗口的過程步驟如下：

（a）利用甩膠機在鍍有鋁膜的玻璃基片表面甩一層厚度50～150nm的SPR6112正光刻膠，然后將覆有正光刻膠的玻璃基片90℃下烘烤10分鐘；

（b）烘烤后的玻璃基片上覆蓋正光刻膠石英掩膜板，條紋寬4～50μm，采用光刻機在紫外燈下曝光6～10秒，然后將曝光后的玻璃基片浸沒于AZ300MIF顯影液中20～40秒，再用蒸餾水將顯影液沖洗干凈，以此在玻璃基片表面打開4～50μm寬的離子交換窗口；

（c）將打開離子交換窗口的玻璃基片置于磷酸、醋酸和硝酸的混合液中4～20分鐘，除去離子交換窗口上的鋁膜，然后用有機溶劑洗去玻璃基片表面的光刻膠。