[發明專利]一種鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810092042.0
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108178518A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 陸知緯
• 申請（專利權）人: 無錫佶達德激光技術有限公司
• 主分類號: C03C10/02
• 分類號: C03C10/02;H01S3/16;H01S3/17;C09K11/79;C09K11/66
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 沈振濤

本發明提供了一種鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料的制備方法，包括配料、燒結、退火、熱處理等步驟，該鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料化學式為xPr³⁺,yNd³⁺,zFe³⁺：PbO?ZnO?B₂O₃?SiO₂；其中，0.24≤x≤0.38，0.16≤y≤0.22，0.06≤z≤0.12。本發明還提供了上述鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料在激光器中的應用。該鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料制備工藝簡單，制備工藝簡單，熒光效率高，輸出時間快，熒光效率高，能夠輸出黃色激光。

技術領域

本發明屬于激光材料領域，特別涉及一種鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料。

背景技術

通常固體激光器是以晶體和玻璃材料為工作物質，就綜合性能而言，摻釹釔鋁石榴石晶體(Nd:YAG)仍然是性能最好，產量最大，用途最廣的激光基質材料。但提拉法生長單晶由于其生長周期長、價格昂貴、尺寸小、摻雜濃度低，使其性能和應用范圍受到限制。多年來材料科學工作者試圖用玻璃、玻璃陶瓷、多晶陶瓷作為激光工作物質來替代單晶。

透明陶瓷是一種新出現的材料，最初的研究是針對熱尋的導彈、高壓鈉燈和戰斗機的窗口等應用的需求。最早市售商品氧化鋁透明陶瓷(Lucalox)是由通用電氣公司在20世紀60年代生產的。這種氧化鋁陶瓷具有高透光率、高強度和抗堿金屬腐蝕能力強等特征，用于制作機場、街道照明用的高壓鈉燈電弧管。1966年，自Dy:CaF2材料制作的陶瓷激光器問世以來，透明陶瓷激光材料在初期由于激光性能遠不及激光晶體而沒有得到關注。最近10年來，制作透明氧化物陶瓷材料的技術日趨成熟，散射損耗已降到令人滿意的程度。用這種陶瓷制作的激光器的性能可與單晶制作的激光器的性最近10年來，制作透明氧化物陶瓷材料的技術日趨成熟，散射損耗已降到令人滿意的程度。用這種陶瓷制作的激光器的性能可與單晶制作的激光器的性能相媲美。1995年日本電氣通信大學的Ikesue等制備出高透明的Nd:YAG陶瓷，用LD端泵浦首次獲得了激光輸出。透明陶瓷材料由于在制備技術和材料性能等方面具有單晶、玻璃激光材料無可比擬的優勢而受到了人們極大的關注，并且得到了迅速的發展。目前，透明陶瓷技術已達到高度成熟的水平。例如，具有比玻璃更高的強度和硬度，且重量輕的鎂－鋁尖晶石和氮氧化鋁(AlON)等材料已在軍用車輛、飛機和導彈的前視窗口、條形碼掃描儀窗口和抗劃痕透鏡等方面具有廣泛的應用。

然而，在陶瓷材料的微結構中散射是最大的光損耗過程。在透明陶瓷內存在多種散射源，包括微孔、晶粒邊界、單個晶粒內的結構梯度以及光學各向異性材料的相和晶格缺陷等均能使局部折射率改變。因此，尋找更合適各種應用環境下的陶瓷激光材料顯得尤為重要。

發明內容

技術問題：為了解決現有技術的缺陷，本發明提供了一種鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料。

技術方案：本發明提供的一種鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料，其化學式為xPr³⁺,yNd³⁺,zFe³⁺：PbO-ZnO-B₂O₃-SiO₂；其中，0.24≤x≤0.38，0.16≤y≤0.22，0.06≤z≤0.12。

優選地，鐠釹鐵摻雜硼酸鹽透明玻璃陶瓷激光材料，其化學式為xPr³⁺,yNd³⁺,zFe³⁺：PbO-ZnO-B₂O₃-SiO₂；其中，0.28≤x≤0.32，0.18≤y≤0.20，0.08≤z≤0.10。