一种3μm发光掺稀土离子氟磷酸盐激光玻璃及其制备方法，该玻璃的摩尔百分比组成范围为：Al(PO3)3：15～20％，MgF2：13～17％，CaF2：5～25％，SrF2：5～25％，BaF2：17～22％，NaF：18～22％，RF3(R为稀土元素Er，Pr，Tm，Ho，Nd)：3～5％。采用铂金坩埚和硅碳棒电炉熔融方法制备。本发明专利技术玻璃透明，无析晶，在3μm附近红外透过率高，物理化学性质优良，稳定性参数ΔT≥150℃。在980nm波长的激光二极管泵浦下可以获得很强的3μm荧光，适用于3μm发光的掺稀土离子的特种玻璃及光纤材料的制备及应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可实现3 μ m发光的多种稀土离子共掺的氟磷酸盐玻璃及其制备方法。
技术介绍
近年来，稀土掺杂的3μπι输出的固体激光器因其广泛用途，引起了人们的关注。 由于3 μ m激光与水的吸收峰十分接近，而生物组织70%以上为水分，因此3 μ m附近的激光被称为皮肤科、外科、牙科的黄金激光；另外，3 μ m波段激光还可应用于遥感化学传感、空气污染控制(环境中10_9级含量的甲醛、一氧化氮、二氧化氮、硫化氢、三氢化砷等有害气体的检测)等方面；再者，3 μ m波段激光位于大气的2个传输窗口(1-3 μ m，3-5 μ m，8-14 μ m) 内，覆盖了许多重要的分子特征谱线，因此，在遥感、测距、环境检测、生物工程和医疗以及用于新的中红外波段激光的抽运源方面都具有十分重要的应用价值。3 μ m激光输出首先是通过Er掺杂晶体获得的。1980年Bagdasarov首次报道了在Er掺杂的钇铝石榴石(YAG)晶体中获得3μπι波段的IOOmJ激光输出。目前国外对通过稀土掺杂晶体获得3 μ m输出的研究很多，但是大尺寸晶体难以制备、稀土掺杂浓度小等缺点，限制了它的应用。而稀土掺杂的玻璃光纤能很好地避免晶体的这些缺点。1988年， Pollack首次报道了 Er掺杂的ZBLAN氟化物光纤，由于Er3+:4I11/2 — 4I1372跃迁，获得中心波长在2. 78 μ m，输出能量为75J的激光输出。尽管氟化物玻璃的声子能量低，但是它的化学稳定性和机械强度较差以及苛刻的制备条件也限制了它在3 μ m输出上的应用。氟磷酸盐玻璃是一种较为理想的基质材料，它综合了氟化物玻璃和磷酸盐玻璃的优点，玻璃成分较大范围的可调性带来了一系列光学性质的可调性，较低的非线性折射率和较高的受激发射截面使其有望成为高功率激光器用激光玻璃，同时它具有较宽的荧光线宽和较高的稀土离子溶解度。另外在制备工艺上，它比氟化物玻璃更容易制备，工艺更加成熟，这为高质量、低损耗光纤的拉制提供了保障。但是，目前国内外对实现3μπι发光的氟磷酸盐玻璃的研究还很少见诸报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种3 μ m发光掺稀土离子氟磷酸盐激光玻璃及其制备方法，该玻璃具有优良的热稳定性，较好的红外透过性能，在980nm波长的激光二极管泵浦下能获得很强的3 μ m荧光。本专利技术具体的技术解决方案如下—种3 μ m发光掺稀土离子氟磷酸盐激光玻璃，其特点在于它的摩尔百分比组成为权利要求1.一种3μπι发光掺稀土离子氟磷酸盐激光玻璃，其特征在于它的摩尔百分比组成为组成mol%Al(PO3)315 20，MgF213 17，CaF25 25，SrF25 25,BaF217 22，NaF18 22，RF33 5’其中=R 为稀土元素 Er, Tm, Ho，Nd, Pr，Yb。2.根据权利要求1所述的3μ m发光掺稀土离子氟磷酸盐激光玻璃，其特征在于所述的稀土离子掺杂方式有Er单掺、Er-Pr双掺、Er-Tm双掺、Er-Nd双掺、Er-Ho双掺、Er-Tm-Ho 三惨、Er-Tm-Pr 三惨、Er-Yb-Pr 三惨、Er-Nd-Pr 三惨、Er-Nd-Ho 三惨。3.权利要求1所述的稀土离子共掺杂的氟磷酸盐玻璃的制备方法，其特征是该制备方法包括下列步骤①选定所述的玻璃组成及其摩尔百分比，计算出相应的各玻璃组成的重量，准确称取各原料，混合均勻形成混合料；②将混合料放入钼金坩埚中于1050 1120°C的硅碳棒电炉中熔化，完全熔化后澄清 10 15分钟，将玻璃液浇注在预热的模具中；③将玻璃迅速移入到已升温至玻璃转变温度(Tg)以下10°C的马弗炉中，保温3 4小时，再以10°C /小时的速率降至室温，完全冷却后取出玻璃样品。全文摘要一种，该玻璃的摩尔百分比组成范围为Al(PO3)315～20％，MgF213～17％，CaF25～25％，SrF25～25％，BaF217～22％，NaF18～22％，RF3(R为稀土元素Er，Pr，Tm，Ho，Nd)3～5％。采用铂金坩埚和硅碳棒电炉熔融方法制备。本专利技术玻璃透明，无析晶，在3μm附近红外透过率高，物理化学性质优良，稳定性参数ΔT≥150℃。在980nm波长的激光二极管泵浦下可以获得很强的3μm荧光，适用于3μm发光的掺稀土离子的特种玻璃及光纤材料的制备及应用。文档编号C03C3/247GK102211872SQ20111007026公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日专利技术者张军杰, 徐茸茸, 田颖, 胡丽丽 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种３μｍ发光掺稀土离子氟磷酸盐激光玻璃，其特征在于它的摩尔百分比组成为：其中：Ｒ为稀土元素Ｅｒ，Ｔｍ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｙｂ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张军杰，田颖，徐茸茸，胡丽丽，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31
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