专利名称：铒钕离子共掺杂中红外2.7μm发光的碲钠基微晶玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃，特别是一种铒钕离子共掺杂中红外2. 7μπι发光的碲钠基微晶玻璃。
背景技术：
近年来，对于铒离子掺杂的2. 7 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。在医疗外科手术、光通信、环境污染检测及人眼安全激光雷达技术等领域具有重要的应用。铒离子作为2. 7μπι区域各种不同基质中激光的激活离子而得到了大量的研究。铒离子是通过4111/2 — 4I1372跃迁实现近2. 7 μ m的荧光发射，但是由于下能级％3/2的寿命要比上能级4111/2的寿命长，因此不能得到有效的近3 μ m波长的荧光发射。通常通过引入其它稀土离子，如镨、镱、铥、钦、钕等，来降低Er3+离子的下能级寿命，从而得到有效的2. 7 μ m的突光发射(参见在先技术X. Zhu, and N. Peyghambarian, High-powerZBLAN glass fiber lasers:review and prospect, Advances in 0ptoElectronics2010, 2010, 501956-23. , D. F. de Sousa, L. F. C. Zonetti, M. J. V. Bel I, J. A. Sampaio, L.A. 0. Nunes, M. L. Baesso, A. C. Bento, and L. C. M. Miranda, On the observation of2. 8mum emission from diode-pumped Er3+_and Yb3+doped low silica calcium aluminateglasses, App1. Phys. Lettl999, 74 (7), 908-910.,和 H. Zhong, B. Chen, G. Ren, L. Cheng, L.Yao, and J. Sun, 2. 7 μ m emission of Nd3+, Er3+Codoped tellurite glass, J. Appl.Phys. 2009, 106 (8)，083114-3)。钕离子因其能级丰富，且与铒离子4I13/2能级相接近能级丰富，有利于下能级4I1372上粒子能量转移，从而获得增强的2. 7μπι发光。铒离子的中红外2. 7μπι激光输出是在晶体材料中首次获得的。1967年在LiYF4晶体中首次报道了 3 μ m的脉冲和连续激光输出。1980年Bagdasarov报道了在Er掺杂的钇铝石榴石(YAG)晶体中获得3` μ m波段的IOOmJ激光输出。1988年，Pollack首次报道了铒掺杂的ZBLAN氟化物光纤，基于Er3+: 4Iiv2 — 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，之后研究者们相继获得近10瓦及液冷条件下获得24瓦的激光输出。但是由于晶体的大尺寸难以制备及稀土离子掺杂浓度小，氟化物玻璃制备条件苛刻，热稳定性化学稳定性差等缺点，严重限制它们在生产科研中的应用。微晶玻璃能充分利用铒离子在晶体中的强发光及玻璃中的易掺杂优势，有利于获得较强的中红外2. 7 μ m铒离子发光。碲钠基玻璃具有较低的声子能量，且玻璃体系易于晶核的形成及析晶，可获得透明微晶玻璃。但是，目前国内外对实现中红外2. 7 μ m发光的铒钕离子共掺杂的碲钠基微晶玻璃的研究还未见报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种铒钕离子共掺杂中红外2. 7μπι发光的碲钠基微晶玻璃，该玻璃具有优良的热稳定性，较好的析晶性能，较好的红外透过性能，在808nm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。
本发明具体的技术解决方案如下一种铒钕离子共掺杂中红外2. 7μπι发光的碲钠基微晶玻璃，其特点在于它的摩尔百分比组成为
权利要求
1.一种铒钕离子共掺杂中红外2. 7μπι发光的碲钠基微晶玻璃，其特征在于它的摩尔百分比组成为
全文摘要
一种铒钕离子共掺杂中红外2.7μm发光的碲钠基微晶玻璃，该玻璃的摩尔百分比组成范围为TeO2:88～92%，Na2O:0～10%，NaF:0～10%，RE2O3:0.5～2%(RE为稀土元素Er或Nd)。采用铂金坩埚和硅碳棒电炉熔融方法制备。本发明的玻璃透明，析晶峰明显，在3μm附近红外透过率高，物理化学性质优良，稳定性参数ΔT≥80℃，XRD检测晶体峰明显，晶相为Er2Te5O13。在808nm波长的激光二极管泵浦下，微晶化后中红外2.7μm荧光发射显著增强，说明本发明适用于中红外2.7μm发光的掺铒离子的碲钠基微晶玻璃材料的制备及应用。
文档编号C03C10/16GK103030300SQ20131001759
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者郭艳艳, 张军杰, 马瑶瑶, 黄飞飞, 张丽艳, 胡丽丽 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所