一种半导体激光诱导变色无铅玻璃及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种半导体激光诱导变色无铅玻璃，其特征在于，包括按以下摩尔百分比的原料组成：45～55％Bi2O3，25～30％B2O3，12～16％GeO2，8％Sb2O3，1％Eu2O3；本发明专利技术制备了一种新型半导体激光诱导着色无铅玻璃，相对比飞秒激光，半导体激光价格便宜、易可控操作；在473nm激光器辐照短时间内，能诱导该制备的玻璃产生变色效应，形成彩色的玻璃，且能稳定存储在着色状态，有益于信息存储；通过变色效应能够对Eu

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光诱导变色无铅玻璃及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于激光玻璃
，具体涉及一种半导体激光诱导变色无铅玻璃及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，信息呈现出爆炸式的增长，给信息存储容量以及存储安全性提出了新的挑战，一方面，数据存储的安全性升级成为重中之重，实现关键核心技术的自主可控，是我国存储产业迈向全球价值链中高端环节的必然之选。另一方面，运算密度的提高导致用电密度迅速加大，绿色环保性能的优化成为存储行业的升级重点。
[0003]传统的磁存储由于其存储时间短，存储耗能，将限制其在发展中的应用，光存储由于其非接触写入信息、环保节能、存储时间持久，将是下一代发展的存储介质。
[0004]光致变色是在光诱导下，能够产生明显的颜色变化，变色材料广泛应用于光存储、分子开关、测温、显像、防伪标记、生物传感、工业、纺织、军事、印刷、航空航天等各个领域。然而，玻璃由于其透明性，是一种可写入多维信息的存储介质。美国科学首先发现了含卤化银掺杂在硅酸盐玻璃中，产生了的可逆光致变色效应；然而，其着色状态稳定性差、着色不均匀等因素，限制其在信息存储中应用，而最近提出的半导体激光诱导钨酸盐玻璃着色，则需要较长的时间进行着色。
[0005]因此，当下一种新型光致变色材料，克服现有技术中着色不稳定、着色时间长的问题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种半导体激光诱导变色无铅玻璃及其制备方法和应用。
[0007]为了解决上述技术问题并达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种半导体激光诱导变色无铅玻璃，其特征在于，包括按以下摩尔百分比的原料组成：45～55％Bi2O3，25～30％B2O3，12～16％GeO2，8％Sb2O3，1％Eu2O3；
[0008]一种半导体激光诱导变色无铅玻璃，通过473nm半导体激光器辐照0.5～1min，能产生光致变色现象，且能稳定存储在着色状态，通过热处理能够恢复至辐照前的状态；
[0009]一种半导体激光诱导变色无铅玻璃，通过掺杂Eu2O3，在465nm光刺激下，发生明显发光，通过变色效应能够实现对发光进行调控；通过变色、发光等复用技术，提高光存储的信息存储容量；
[0010]本专利技术的又一目的在于提供一种半导体激光诱导变色无铅玻璃的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
[0011]S1、将原料按上述比例称量混合，研磨放入坩埚，将装有混合料的坩埚，在空气气氛条件，1000～1200℃烧结20～30分钟，倒入预先加热至300～400℃的加热台上，制得玻璃；
[0012]S2、将步骤S1制得的玻璃，在空气气氛条件下，在350～450℃温度下，保温1.5～2.5小时后，随炉冷却至室温；
[0013]S3、将步骤S2制得的玻璃进行打磨抛光，得到具有光致变色效应的玻璃；
[0014]S4、固定半导体激光器，通过电脑程序控制光学移动平台，如激光辐照时间、激光移动速度等，可控的写入光学信息；
[0015]进一步地利用装有积分球的分光光度计(U
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4100)测得玻璃在405nm光照前后的透过光谱，通过荧光光谱仪(F7000)测得变色发射光谱；
[0016]进一步的，所述S1中将装有混合料的坩埚，在空气气氛条件，1150℃烧结25分钟，倒入预先加热至300～400℃的加热台上；
[0017]进一步的，所述S4中采用473nm半导体激光器；
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术制备了一种新型半导体激光诱导着色无铅玻璃，相对比飞秒激光，半导体激光价格便宜、易可控操作；在473nm激光器辐照短时间内，能诱导该制备的玻璃产生变色效应，形成彩色的玻璃，且能稳定存储在着色状态，有益于信息存储；通过变色效应能够对Eu
3+
离子的发光进行调控；相对于陶瓷、薄膜，光致变色玻璃可可控写入三维信息。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例1所得的铋锗酸盐玻璃在激光辐照30s前后状态图片；
[0022]图2是是本专利技术实施例2所得的铋锗酸盐玻璃在激光辐照1min前后状态图片；
[0023]附图1中，为473nm激光器辐照30s，变色前(a)和变色后(b)的图片；
[0024]附图2中，为473nm激光器辐照1min，变色前(a)和变色后(b)的图片；
[0025]附图3中，a图是变色前后的透过光谱，b图是变色前后的发射光谱。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例1
[0028](1)首先按照摩尔百分比例，55％Bi2O3，30％B2O3，16％GeO2，8％Sb2O3，1％Eu2O3，总共称取15g混合物料，并研磨十分钟，之后在空气气氛下，在1150℃烧结25min，得到初制备的玻璃。
[0029](2)在空气气氛下，将步骤(1)得到的玻璃升400℃，保温2小时，随炉冷却至室温。
[0030](3)将步骤(2)得到的玻璃进行打磨、抛光。
[0031](4)通过电脑程序设计矩形图案，利用473nm波长半导体激光器辐照30s，功率为
151.26W/cm2，可控的写入矩形的变色图案。
[0032]将本实施例1得到通过未聚焦473nm半导体激光器辐照30s，无铅铋锗酸盐玻璃的颜色由微黄色转变为红色，但着色程度较浅，如图(a)和(b)所示。且稳定性好，放置5个月后，着色状态依旧保持，如图1(b)所示。基于激光诱导变色效应的铋酸盐玻璃的制备方法制备得到的铋酸盐玻璃的应用，通过光致变色效应，可推动光存储的发展。
[0033]实施例2
[0034](1)首先按照摩尔百分比例50％的原料如下：50％Bi2O3，26％B2O3，15％GeO2，8％Sb2O3，1％Eu2O3，总共称取15g混合物料，并研磨十分钟，之后在空气气氛下，在1150℃烧结25分钟，得到初步制备的玻璃。
[0035](2)在空气气氛下，将步骤(1)得到的玻璃升400℃，保温2小时，随炉冷却至室温。
[0036](3)将步骤(2)得到的玻璃进行打磨、抛光。
[0037](4)通过电脑程序设计矩形图案，利用473nm波长半导体激光器辐照1min，功率为151.26W/cm2，可控的写入更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光诱导变色无铅玻璃，其特征在于，包括按以下摩尔质量比的原料组成：一种半导体激光诱导变色无铅玻璃，其特征在于，包括按以下摩尔百分比的原料组成：45～55％Bi2O3，25～30％B2O3，12～16％GeO2，8％Sb2O3，1％Eu2O3。2.一种半导体激光诱导变色无铅玻璃的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、将原料按上述比例称量混合，研磨放入坩埚，将装有混合料的坩埚，在空气气氛条件，1000～1200℃烧结20～25分钟，倒入预先加热至300～400℃的加热台上，制得玻璃；S2、将步骤S1制得的玻璃，在空气气氛条件下，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正文，赵和平，肖代文，白雪，字映竹，杨钊烁，何彦妮，宋友艳，寸阳珂，邱建备，宋志国，杨勇，周大成，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：