中红外2.7μm发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃制造技术

一种中红外2.7μm发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃，该玻璃的摩尔百分比组成范围为：Bi2O3:43～48%，GeO2:22～27%，Ga2O3:17～23%，MgO:0～10%,Na2O:0～10%，Er2O3:0.2～3%。采用刚玉坩埚和硅碳棒电炉熔融方法制备。本发明专利技术玻璃在中红外2.7μm附近红外透过率高，物理化学性质优良，稳定性参数ΔT≥160℃。在980nm波长的激光二极管泵浦下可以获得很强的中红外2.7μm荧光，适用于中红外2.7μm发光的铒离子掺杂的重金属氧化物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中红外2. 7μπι发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃。
技术介绍
近年来，对于铒离子掺杂的中红外3 μ m输出的固体激光器因其波长与水的吸收峰十分接近，引起了人们的关注。因此，铒掺杂的3μπι输出的固体激光器在遥感、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。1967年在LiYF4晶体中首次报道了 3μπι的脉冲和连续激光输出。目前国内外对通过稀土掺杂晶体获得3μπι输出的研究很多，但是晶体因大尺寸难以制备、稀土掺杂浓度小等缺点而限制了它的应用。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。2008年，Zhu等在ZBLAN氟化物光纤中获得瓦级激光输出，之后相继获得近10瓦的激光输出。此后，2009年Tokita等在ZBLAN中在液冷条件下获得24瓦激光输出。但是由于ZBLAN玻璃的热稳定性和化学稳定性较差，限制了它在3 μ m输出上的功率提高及应用。重金属氧化物玻璃，如锗酸盐玻璃、碲酸盐玻璃、铋酸盐玻璃，具有较低的声子能量，同时稀土离子溶解度高，折射率高，转变温度较高，且具有较好的红外透过性能。这些性质为重金属氧化物玻璃作为铒离子中红外2. 7μπι发光的实现提供了保障。为了提高玻璃的稳定性，在铋酸盐玻璃中同时掺入氧化锗和氧化镓两种玻璃形成体，在保证低声子能量和提高玻璃稳定性的同时提高玻璃转变温度，且可以避免氧化铅的引入而对环境的重污染。目前国内外对实现中红外2. 7μπι发光锗镓铋酸盐玻璃的研究还未见报道。
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中红外2. 7μπι发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃，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中红外2. 7 μ m荧光发射。本专利技术具体的技术解决方案如下一种中红外2. 7μπι发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃，其特点在于它的摩尔百分比组成为组成mol%Bi2O.;43 '■48,GeOa22 27,Ga2O317 23，O 10,MgO0~10，EroO ；0.2-3,上述的中红外2. 7μπι发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃的制备方法，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将混合料放入刚玉坩埚中于1200 1250°C的硅碳棒电炉中熔化，熔化时间为 15 20分钟；③降低熔化温度至1100 1150°C混合料熔化后向玻璃液中通入氧气管，作保护气氛和搅拌两种功能，20 25分钟后取出氧气管，澄清10 15分钟，将玻璃液浇注在预热的模具中；④将玻璃迅速移入到已升温至低于玻璃转变温度(Tg) 10°C的马弗炉中，保温8 12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。本专利技术的技术效果如下本专利技术中红外2. 7 μ m发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃，通过锗镓铋酸盐玻璃中引入稀土离子铒离子，可以获得很强的中红外2. 7 μ m发光，在中红外2. 7 μ m附近红外透过率高，物理化学性质优良，稳定性参数AT ^ 160°C。在980nm波长的激光二极管泵浦下可以获得很强的中红外2. 7 μ m突光,适用于中红外2. 7 μ m激光玻璃与光纤材料的制备及应用。附图说明图1为实施例1#所获得的中红外2. 7 μ m发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃的红外透过谱。图2为实施例1#所获得的中红外2. 7μπι发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃的在 980nm波长的激光二极管泵浦下的荧光发射光谱。具体实施方式本专利技术 中红外2. 7 μ m发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃的13个具体实施例的玻璃成分如表I所示表1:具体13个实施例的玻璃配方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中红外2.7μm发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃，其特征在于该玻璃的摩尔百分比组成为：FDA00002745947500011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种中红外2. 7 μ m发光铒离子掺杂锗镓铋酸盐玻璃，其特征在于该玻璃的摩尔百分比组成为组成mol%Bi2O3...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭艳艳，张军杰，李明，彭雅佩，张丽艳，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：