【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光玻璃及光纤，特别涉及一种钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着光传感、光通信技术的发展，高功率、高稳定性、宽带宽的光源在光通信，光纤陀螺仪中有着重要的应用。掺杂宽带玻璃光纤光源具有发射谱稳定、带宽较宽、功率较高、成本低、方便与光纤通信系统耦合等一系列优点而引起科学家广泛研究。此外，超短超强激光技术可以应用于产生实验室尺度极端物理条件，在强场激光物理等基础研究和高能粒子加速等前沿应用方面具有重要意义。世界各地建造的拍瓦激光装置其中一种是以激光钕玻璃作为主要放大介质来实现1053nm波段拍瓦激光输出的激光系统，适用于聚变相关高峰值功率超高能量装置。一般通过提高脉冲能量或者压缩脉冲在时域上的脉宽来提高峰值功率，但过度提高脉冲能量容易引起自聚焦效应等非线性现象，甚至造成激光元器件的损毁。若想通过压缩脉冲脉宽的方式提高峰值功率，则需要增益介质具备尽可能宽的发射带宽。
2、目前增益介质以钕玻璃为主的玻璃基质有磷酸盐、硅酸盐、锗酸盐、铝酸盐玻璃，nd3+的荧光光谱有效线宽分别在22-35nm，34-55nm，36-43nm，33-44nm。商业的钕玻璃(磷酸盐)发射带宽一般不到30nm，通过混合硅酸盐和磷酸盐钕玻璃可以拓宽其增益带宽，提高激光装置的峰值功率。为了继续展宽其整体带宽以满足10pw激光系统的应用需求，研究者探究了更宽带宽的铝酸盐玻璃，但铝酸盐玻璃需要更高的熔制温度，强烈的析晶倾向阻碍了铝酸盐玻璃的发展，通过加入sio2，geo2，b2o3等玻璃形成体可以增加玻璃形成能力
3、为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃。
4、本专利技术另一目的在于提供上述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法。
5、本专利技术再一目的在于提供上述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃在激光元器件中的应用。
6、本专利技术的目的通过下述方案实现：
7、一种钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃，以摩尔百分比计，包括：20～40％r2o/ro、5～15％nb2o5、60～75％geo2，以上组分总百分比为100％，外掺0.5～1.5％nd2o3；r为其他金属元素。
8、所述r2o为li2o、na2o、k2o中的至少一种。
9、所述ro为cao、sro、bao中的至少一种。
10、上述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法，包括以下步骤：
11、(1)称量r金属的碳酸盐、nb2o5、geo2以及nd2o3，研磨，形成混合粉料；
12、(2)将步骤(1)所得混合粉料进行熔制，得到玻璃液；
13、(3)将玻璃液浇注于模具上，退火，冷却，加工抛光成玻璃片。
14、步骤(2)所述熔制是在1350℃～1450℃下空气气氛中熔制30min～40min。
15、步骤(3)所述浇注于模具上是将玻璃液浇注在400～700℃的石墨模具上。
16、步骤(3)所述退火为在空气气氛中，于400～600℃进行退火保温2-10h。
17、步骤(3)所述冷却为退火后以6～10℃/h的速率冷却至室温。
18、步骤(3)所述加工抛光成玻璃片是将退火后所得玻璃体加工成厚度为1～2mm的玻璃片。
19、上述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃在激光元器件中的应用。
20、本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
21、本专利技术的掺钕锗酸盐激光玻璃通过引入nb2o5增加nd3+的stark分裂和非对称性，最终增大nd3+在1μm波段的带宽，同时该玻璃具有易制备、玻璃形成能力好，抗析晶稳定性好等优势，能够被用于高峰值功率，高能量脉冲的激光介质中。
技术实现思路
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分比计，包括：20～40％R2O/RO、5～15％Nb2O5、60～75％GeO2，以上组分总百分比为100％，外掺0.5～1.5％Nd2O3；R为其他金属元素。
2.根据权利要求1所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃，其特征在于：R2O为Li2O、Na2O、K2O中的至少一种。
3.根据权利要求1所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃，其特征在于：所述RO为CaO、SrO、BaO中的至少一种。
4.权利要求1-3任一项所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述熔制是在1350℃～1450℃下空气气氛中熔制30min～40min。
6.根据权利要求4所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述浇注于模具上是将玻璃液浇注在400～700℃的石墨模具上。
7.根据权利要求4所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方
8.根据权利要求4所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述冷却为退火后以6～10℃/h的速率冷却至室温。
9.根据权利要求4所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述加工抛光成玻璃片是将退火后所得玻璃体加工成厚度为1～2mm的玻璃片。
10.权利要求1-3任一项所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃在激光元器件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分比计，包括：20～40％r2o/ro、5～15％nb2o5、60～75％geo2，以上组分总百分比为100％，外掺0.5～1.5％nd2o3；r为其他金属元素。
2.根据权利要求1所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃，其特征在于：r2o为li2o、na2o、k2o中的至少一种。
3.根据权利要求1所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃，其特征在于：所述ro为cao、sro、bao中的至少一种。
4.权利要求1-3任一项所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述钕掺杂近红外宽带发射锗酸盐玻璃的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述熔制是在1350℃～1450℃下空气气氛中熔制30min～40m...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。