一种高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃及其制备方法，属于发光玻璃技术领域。所述的高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃，以摩尔份数计，原料包括27

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术属于发光玻璃
，特别是涉及一种高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]3‑
5μm波段的中红外激光在遥感通信、军事防控、气体污染物检测等领域都存在重要的应用价值。现有报道的3.5μm发光玻璃基本上都是基于Er
3+
:4F
9/2
→4I
9/2
跃迁。然而铒离子低能级4I
9/2
的寿命高于高能级4F
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，不利于粒子数反转，减弱了Er
3+
:4F
9/2
→4I
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跃迁，甚至可能会导致自终止。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃及其制备方法，通过原料成分的调整与制备方法相结合，制备得到了一种透光范围宽、热稳定性能高、声子能量低、羟基含量低和稀土掺杂浓度高的中红外氟铟激光玻璃，该玻璃在650nm波长的激光二极管泵浦下获得很强的3.5μm荧光，是中红外波段激光器的理想基质材料。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：
[0005]一种高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃，以摩尔份数计，包括以下原料：27
‑
38份InF3、13份ZnF2、10份GdF3、19份BaF2、5份CaF2、10份SrF2、5
‑
15份Al(PO3)3和1
‑
>11份ErF3。
[0006]进一步地，以摩尔份数计，包括以下原料：27份InF3、13份ZnF2、10份GdF3、19份BaF2、5份CaF2、10份SrF2、5份Al(PO3)3和11份ErF3。
[0007]本专利技术还提供一种高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
[0008]按质量称取原料，将原料研磨均匀后得到的混合料在井式炉中进行熔融，熔融至均化和澄清后得到玻璃液；玻璃液浇筑至固定温度预热的模具中，然后在马弗炉中退火后降至室温，即得到高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃。
[0009]进一步地，所述熔融的条件为：在恒温恒湿的空气环境中，900
‑
1000℃熔融20
‑
30min。所述恒温恒湿条件为温度20℃，湿度20％。
[0010]在熔融过程中通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分，除去水分可以得到均化澄清的玻璃液。
[0011]更进一步地，固定温度预热的模具中所指的温度为280
‑
330℃。
[0012]进一步地，所述退火的条件为：在230
‑
280℃下保温2
‑
3h。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0014](1)本专利技术的氟化物激光玻璃以InF3为主体元素，通过各成分的配比，制备得到了一种具有网络修饰体的氟铟玻璃，具有高的热稳定性能和机械性能，同时维持了氟化物玻璃良好的光学性能，从而提高了中红外的发光性能，是中红外光纤增益介质的可靠选择。
[0015](2)本专利技术采用熔融法制备得到氟铟激光玻璃，制备方法简单，生产成本也较低，可以避免玻璃组分的挥发，制备均匀组分的光学玻璃。
[0016](3)本专利技术制备得到的氟铟玻璃熔融温度低，并且具有低的玻璃开始转变温度421℃和开始析晶温度521℃，具有良好的热稳定性能，易于制备并有利于拉伸制成光纤。
[0017](4)本专利技术制备得到的氟铟玻璃中红外透过率高达92.13％，羟基吸收系数低至0.2133cm
‑1，在中红外波段有重要的应用。
[0018](5)本专利技术通过组分设计调控优化氟铟玻璃，其中各组分相互配比组合实现了Er离子的高浓度掺杂，发光性能获得了很大提升。
[0019](6)在650nm半导体激光器的泵浦下，本专利技术制备得到的氟铟激光玻璃在3200
‑
3700nm范围内可获得强的中心波长在～3500nm的发光，基于Er
3+
:4F
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→4I
9/2
能级之间的辐射跃迁。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中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为本专利技术实施例1
‑
3(对应图中的实施案例1
‑
3)中制备的氟铟激光玻璃在2500
‑
5000nm范围内的傅里叶红外透过曲线；
[0022]图2为本专利技术实施例1制备的氟铟激光玻璃在300
‑
600℃温度下的差热曲线；
[0023]图3为本专利技术实施例4
‑
9(对应图中的实施案例4
‑
9)制备的氟铟激光玻璃在650nm波长的激光二极管泵浦下3200
‑
3700nm范围内的荧光谱图。
具体实施方式
[0024]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0025]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0026]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0027]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
[0028]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0029]本专利技术中所述的“份”如无特别说明，均按摩尔份计。
[0030]本专利技术中所述的“室温”如无特别说明，均按25℃计。
[0031]本专利技术通过铒离子高浓度掺杂，可以实现通过下能级4I
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相关的能量上转换(ETU:4I
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃，其特征在于，以摩尔份数计，包括以下原料：27
‑
38份InF3、13份ZnF2、10份GdF3、19份BaF2、5CaF2、10份SrF2、5
‑
15份Al(PO3)3和1
‑
11份ErF3。2.根据权利要求1所述的高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃，其特征在于，以摩尔份数计，包括以下原料：27份InF3、13份ZnF2、10份GdF3、19份BaF2、5份CaF2、10份SrF2、5份Al(PO3)3和11份ErF3。3.一种如权利要求1或2所述的高浓度掺杂中红外氟铟激光玻璃的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄飞飞，徐时清，张军杰，田颖，李兵朋，华有杰，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：