The invention discloses a transparent nanocrystalline composite glass fiber and a preparation method thereof, which comprises the following steps: (1) preparing Y2O3:Er3+ fluorescent nanocrystals; (2) preparing germanium tellurite core glass and grinding it into powder; (3) mixing fluorescent nanocrystals and glass powder evenly and fully grinding; (4) preparing clad glass tube with high softening temperature. At the melting temperature of the fluorescent nanocrystalline composite glass; (5) the particles obtained in step (3) are filled into the clad glass tube to form a preform; (6) the optical fiber is drawn. The preparation process of the invention is simple, the preparation process can be carried out at low temperature, the diffusion of elements can be effectively avoided, the initial morphology and optical properties of fluorescent nanocrystals can be well maintained, and the fluorescent nanocrystalline composite glass fiber prepared by the method has good light transmission performance, can realize high-efficiency luminescence, and can be used in fiber amplifiers, tunable fiber lasers and other fields. It has important application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种透明纳米晶复合玻璃光纤的制备方法
本专利技术涉及光纤的制备领域,特别涉及一种透明纳米晶复合玻璃光纤的制备方法。
技术介绍
稀土由于其能级丰富、吸收能力强、转换效率高等特点,已经受到了研究者的广泛关注。他们所处基质条件的优劣决定了发光效率的高低。目前对基质材料的研究多集中于玻璃和晶体材料,虽然玻璃材料易于加工,可拉制光纤,但是发光效率较低,很难实现激光的输出;晶体材料虽然在发光效率上具有很大的优势,但是不易加工,很难制备成高质量的光纤,这就限制了其在光纤器件中的应用。荧光纳米晶复合玻璃结合了晶体材料发光效率高和玻璃易于拉制光纤的优点,有望在光纤器件中得到应用。但是荧光纳米晶复合玻璃光纤存在很多挑战性的问题,一方面,荧光纳米晶和玻璃复合后由于荧光纳米晶和玻璃基质界面的散射效应可能会导致玻璃的透过性能急剧降低,从而使光纤的传输损耗大大增加,很难制备出高质量的荧光纳米晶复合玻璃光纤。另一方面,目前报道的荧光纳米晶复合玻璃光纤采用两步法制备,首先将荧光纳米晶和玻璃复合形成大块的荧光纳米晶复合玻璃,然后将其加工成预制棒在拉丝塔内拉制光纤。但是这种方法工艺复杂,耗时长,所需原料多,并且制备过程中荧光纳米晶经历了两次高温条件,极易导致荧光纳米晶的熔蚀,使得稀土离子所处环境从晶体材料变为玻璃基质,荧光纳米晶复合玻璃光纤发光效率高的优势也随即消失,严重影响光纤的光学特性,不利于实际应用。所以合理设计荧光纳米晶和玻璃基质材料以及开发新型的光纤拉制技术是制备高质量荧光纳米晶复合玻璃光纤的关键。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本专利技术的目的在于提供一种透明纳米晶 ...
【技术保护点】
1.一种透明纳米晶复合玻璃光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)制备尺寸分布均匀、分散性良好的荧光纳米晶;所述荧光纳米晶为Y2O3:Er3+;(2)利用熔融‑淬冷法制备纤芯玻璃,然后在玛瑙研钵中研磨成粉末;所述纤芯玻璃为锗碲酸盐玻璃,各组分摩尔百分比为:GeO2:5%‑30%,ZnO:5%‑35%,Na2O:2%‑30%,TeO2:余量;(3)将荧光纳米晶和步骤(2)得到的纤芯玻璃粉末混合后置于球磨机中充分研磨,得到尺寸分布均匀的颗粒;(4)利用熔融‑淬冷法制备包层玻璃管;包层玻璃管的组分摩尔百分比为:BaO:5%‑25%,Ga2O3:7%‑25%,La2O3:3%‑18%,GeO2:余量;(5)将步骤(3)得到的颗粒填充到步骤(4)制备的包层玻璃管中,同时包层玻璃管底部用玻璃细棒封住,形成预制棒;(6)将步骤(5)得到的预制棒置于拉丝塔内,升温到包层管的软化温度,此时纤芯中颗粒处于熔融态,拉制光纤。
【技术特征摘要】
1.一种透明纳米晶复合玻璃光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)制备尺寸分布均匀、分散性良好的荧光纳米晶;所述荧光纳米晶为Y2O3:Er3+;(2)利用熔融-淬冷法制备纤芯玻璃,然后在玛瑙研钵中研磨成粉末;所述纤芯玻璃为锗碲酸盐玻璃,各组分摩尔百分比为:GeO2:5%-30%,ZnO:5%-35%,Na2O:2%-30%,TeO2:余量;(3)将荧光纳米晶和步骤(2)得到的纤芯玻璃粉末混合后置于球磨机中充分研磨,得到尺寸分布均匀的颗粒;(4)利用熔融-淬冷法制备包层玻璃管;包层玻璃管的组分摩尔百分比为:BaO:5%-25%,Ga2O3:7%-25%,La2O3:3%-18%,GeO2:余量;(5)将步骤(3)得到的颗粒填充到步骤(4)制备的包层玻璃管中,同时包层玻璃管底部用玻璃细棒封住,形成预制棒;(6)将步骤(5)得到的预制棒置于拉丝塔内,升温到包层管的软化温度,此时纤芯中颗粒处于熔融态,拉制光纤。2.根据权利要求1所述的透明纳米晶复合玻璃光纤的制备方法,其特征在于,所述包层玻璃管软化温度略高于荧光纳米晶复合玻璃的熔融温度。3.根据权利要求1所述的透明纳米晶复合玻璃光纤的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的荧光纳米晶的尺寸为10-5...
【专利技术属性】
技术研发人员:董国平,康世亮,黄雄健,杨中民,邱建荣,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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