專利名稱：：一種高發射截面的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及氟磷酸鹽玻璃，特別是一種高發射截面的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃及其制備方法，屬于材料
技術領域：
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背景技術：
：摻Yb"敫光材料對激光技術的發展具有深遠意義。由于YbS+離子滲雜濃度可以很高，摻Y^+增益介質可以做成幾百個微米厚度的薄片，將薄片貼在冷卻板上，這樣熱源與冷卻體間距非常小，熱流是沿軸向的，即使在高的泵浦功率密度下，材料中的溫度變化也很小，因此大大降低了增益介質中的熱應力和熱畸變。對于高功率光纖激光器來說，對工作物質的要求是(1)能采用包層泵浦，(2)纖芯粗，非線性折射率低，有高儲能能力和有效的泵浦吸收能力。由于這樣的要求，使得激光工作物質必須具有高的稀土摻雜濃度及能力。氟磷玻璃具有高量子效率，高稀土離子摻雜能力，長熒光壽命，寬的發射帶寬，可以獲得平坦的增益曲線和寬的調諧范圍，有利于激光器的小型化與集成化。因此，摻￥1)3+氟磷玻璃已經成為新一代高功率超短脈沖激光介質，是很有前途的超短脈沖激光器、可調諧激光器及激光慣性約束核聚變的介質材料，應該得到更大的發展。但目前有關摻鐿氟磷酸鹽玻璃報道中，稀土離子的受激發射截面和析晶穩定性能都不夠理想。
發明內容本發明的目的是提供一種熒光壽命較長，析晶穩定性能好的高發射截面摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃及其制備方法。本發明的高發射截面的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃，它的摩爾百分比組成為A1F320-25%，MgF212-14%,CaF29畫11%，SrF29-10%,BaF210-15%,YF35-7%,LiF4-5%,LaF35-8%,Nb2051畫5%，R(H2P04)25-8%，Ba(P03)310-13%，YbF31%，上述組分之和為100%。上述組分中，除原料YbF3為光纖純外，其它原料均為化學純。高發射截面的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃的制備方法，步驟如下按配方稱取各組分粉末，攪拌混合均勻后于1000115(TC熔制至熔化，玻璃熔液經均化澄清后澆注到模具內，立刻放入己升溫至其玻璃轉變溫度的馬弗爐中，保溫2小時后，以5。C/小時的降溫速度退火至20(TC后，再以2(TC/小時的降溫速度退火至8(TC，關閉馬弗爐，降溫至室溫。本發明的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃，偏磷酸鹽采用Ba(P03)3，堿金屬氟化物RF2(I^Mg,Ca，Sr,Ba)含量較高，并引入LaF3、^205提高折射率，高AlFs可有效分散鐿離子并優化網絡結構，YF3可很好改善成玻璃性能，由于Li+的積聚作用，少量LiF的引入可增強網絡。稀土濃度可以根據高功率激光器對工作物質的實際需要進行調節。該摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃制備工藝簡單，具有高的受激發射截面，較好的析晶穩定性，熒光壽命較長，是實現高功率和高增益的理想介質材料。圖1是樣品1的吸收和發射截面圖。具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明作進一步描述。高發射截面的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃的制備方法，步驟如下按摩爾百分比含量稱取各組分粉末，將粉末狀原料充分攪拌均勻，然后放入白金坩鍋內，置于硅碳棒電爐中進行熔制，熔制溫度控制在1000115(TC，熔化的玻璃熔液經均化澄清后降溫至80(TC左右出爐，將玻璃熔液倒入事先預熱的模具內，快速將其放入已升溫至其玻璃轉變溫度(Tg)的馬弗爐中，保溫2小時后，以5'C/小時的速度退火至20(TC后，然后再以2(TC/小時的速度退火至80'C，關閉馬弗爐，降溫至室溫。表1給出了本發明的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃的5個具體實施例的配方、熒光壽命、轉變溫度Tg、析晶開始溫度、受激發射截面等性能參數，所述組成均為mol%。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>試驗表明，本發明的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃的受激發射截面高，尤以例1最為突出，見圖l，圖中可見樣品在激光發射波長1000nm附近的發射截面高達0.8426pm2。熒光壽命M.6ms，測量熒光壽命介于1.94-1.98ms之間。且該玻璃具有較好的抗析晶性能。玻璃的組分可以根據需要調整，為了保持較高的發射截面，應盡量不降低B^+,L^+,NbS+的含量。權利要求1.一種高發射截面的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃，其特征是它的摩爾百分比組成為AlF320-25％，MgF212-14％，CaF29-11％，SrF29-10％，BaF210-15％，YF35-7％，LiF4-5％，LaF35-8％，Nb2O51-5％，R(H2PO4)25-8％，Ba(PO3)310-13％，YbF31％，上述組分之和為100％。2.—種權利要求1所述的高發射截面的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃的制備方法，其特征在于步驟如下按配方稱取各組分粉末，攪拌混合均勻后于1000115(TC熔制至熔化，玻璃熔液經均化澄清后澆注到模具內，立刻放入已升溫至其玻璃轉變溫度的馬弗爐中，保溫2小時后，以5。C/小時的降溫速度退火至200。C后，再以2(TC/小時的降溫速度退火至8(TC，關閉馬弗爐，降溫至室溫。全文摘要本發明公開的高發射截面的摻鐿氟磷酸鹽激光玻璃，其含有摩爾百分比含量組成為AlF<sub>3</sub>20-25，MgF<sub>2</sub>12-14，CaF<sub>2</sub>9-11，SrF<sub>2</sub>9-10，BaF<sub>2</sub>10-15，YF<sub>3</sub>5-7，LiF4-5，LaF<sub>3</sub>5-8，Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>1-5，R(H<sub>2</sub>PO4)<sub>2</sub>5-8，Ba(PO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>10-13，YbF<sub>3</sub>1。制備方法如下，按配方取各組分粉末，混合均勻熔融成玻璃熔液澆注到模具內，放入已升溫至其玻璃轉變溫度的馬弗爐中保溫2小時，然后以5℃/小時的降溫速度退火至200℃，再以20℃/小時的降溫速度退火至80℃，降溫至室溫。本發明的玻璃具有較好的抗析晶性能，熒光壽命＞1.6ms，受激發射截面高達0.8426pm<sup>2</sup>。該玻璃是實現高功率和高增益的理想介質材料。文檔編號C03C3/12GK101293737SQ200810061928公開日2008年10月29日申請日期2008年5月27日優先權日2008年5月27日發明者張麗艷,徐時清,磊溫申請人:中國計量學院