专利名称：系列稀土硼酸盐激光玻璃及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光玻璃领域，尤其是涉及可以应用于固体激光器工作 物质的系列硼酸盐玻璃、其生长方法以及用途。
背景技术：
氧化物玻璃于上个世纪首次成功地应用于激光领域，目前在光通讯、 上转换激光、发光及非线性光学等领域中受到广泛关注。其中，硼酸盐 体系玻璃是一类适宜稀土和过渡族离子掺杂且稳定的基质材料，并且具 有合成温度低、易于制备和加工等优点，具有很高的科研和实用价值。 因此，稀土硼酸盐玻璃日渐成为人们研究的焦点。中国科学院物理研究
所晶体生长组在2004年报道了一系列同构的粉末相的硼酸盐化合物，参 阅文献Li, X. Z.; Wang, C.; Chen, X. L.; Li, H.; Jia, L. S.; Wu, L.; Du Y. X.; Xu， Y. P. Inorg. Chem. 2004, 43, 8555。随后对这一系列中的ErBa3B90!8化 合物和Er^Yb3a3B90,8((Xx〈)新化合物进行了晶体生长和发光性质研 究，发现它是一种有应用前景的激光晶体，参阅专利200710098764.9 及200810118266.0。但是晶体生长工艺比较复杂，因此寻找易于制备的、 低成本的激光工作物质是十分必要的。
发明内容
本发明提供了系列ReBa3B9018，或Rei.xRe，xBa3B9O18(0<x<l; Re ， Re， 为La, Ce之外的稀土元素)激光玻璃。
本发明提供的系列ReBa3B9018，或Rei.xRe，xBa3B9O18(0<x<l; Re ， Re，
3为La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃易于加工、不溶于水且不潮解。 其中，系列ReBa3B9018，或ReLxRe，xBa3B90i8((Xx〈1; Re ， Re，为La,
Ce之外的稀土元素)激光玻璃的尺寸可以是任意大小。
本发明的另一目的是提供系列ReBa3B9018，或Rei.xRe'xBa3B9018
(0<x<l; Re ， Re，为La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃的制备方法。
本发明提供了一种系列ReBa3B9018，或Rei.xRe，xBa3B9O18(0<x<l; Re
Re，为La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃的制备方法，该方法采用熔体自
然冷却法。具体包括以下步骤
1) 将1^203， BaC03和H3B03按摩尔比1: 3: 9.1混合均匀，或者将 Re203， Re，203, BaC03和H3B03按摩尔比(l-x): x: 3: 9.1混合均匀，(Re ， Re， 为La， Ce之外的稀土元素)其中0<x<l;
2) 在马弗炉中，将混合的原料在80(TC-90(rC下多次烧结，即第一 次烧结后，从炉中取出，研磨均匀，再次烧结，再取出研磨均匀，如此 反复若干次，得到ReBa3B9018 (Re为La， Ce之外的稀土元素)或者 Re"Re，xBa3B90,8((Xx〈l; Re ， Re，为La， Ce之外的稀土元素)的纯料，
3) 将合成的纯料分别在坩埚中熔化，熔化温度为100(TC-110(TC， 并将熔体升温超过熔化温度30-5(TC并保温，待熔体充分熔化后降回到溶 体熔化温度，并保持熔化状态；
4) 让熔体随炉自然冷却，得到系列ReBa3B9018 (Re为La， Ce之外 的稀土元素)或者Re"xRe， xBa3B9O18(0<x<l; Re , Re，为La， Ce之外的 稀土元素)激光玻璃。
进一步，不需要迅速降温，关闭晶体生长炉电源，随炉自然冷却就能 得到大块的完整的激光玻璃。
本发明的系列ReBa3B9018，或Re^Re， xBa3B9O18(0<x<l; Re , Re， 为La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃具有良好的光学、机械和导热性能，较高的化学稳定性，而且易于制备。所述玻璃有良好的光学均匀性。该
系列稀土硼酸盐玻璃可以作为固体激光器的工作物质，而且Yb或者Yb 与La， Ce之外的其它稀土元素共掺的玻璃能很好地与目前的半导体激光 二极管相泵浦而输出固体激光。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步地描述其中，
附图1为NdBa3B90,8粉体的X射线衍射附图2为NdBa3B9C^玻璃照片；
附图3为SmBa3B90w玻璃照片；
附图4为Ybo.o2Ero.98Ba3B9C^玻璃照片；
附图5为Yb(u ￡".983389018玻璃照片；
附图6为Yb。.9Er(uBa3B90!8玻璃照片；
附图7为Ybo.o2Ero.9sBa3B9Ch8玻璃的差热曲线；
附图8为SmBa3B9C^玻璃的光致发光谱(激发波长403纳米)。
具体实施例方式
实施例l:系列ReBa3B90,8(Re为La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃的制 备方法
将Re203， BaC03和H3B03按摩尔比1: 3: 9.1混合均匀(Re ,为La， Ce 之外的稀土元素)；在马弗炉中，将混合的原料在80(TC-卯(TC下多次烧结， 即第一次烧结后，拿出来，再次均匀研磨，并再次烧结，如此反复若 干次，得到ReBa3B9018 (Re为La， Ce之外的稀土元素)的纯料；将合成 的纯料分别在坩埚中熔化，熔化温度为1000°C-1100°C，并将熔体升温超 过熔化温度30-5(TC并保温，待熔体充分熔化后降回到溶体熔化温度，并保持熔化状态；让熔体随炉自然冷却，得到系列ReBa3B9018 (Re为La，
Ce之外的稀土元素)激光玻璃。
实施例2:系列Re^Re，xBa3B90i8((Kx〈l; Re,Re，为La， Ce之外的稀土
元素)激光玻璃的制备方法
将1^203， Re，203, BaC03和H3B03按摩尔比(l-x): x: 3: 9.1混合均匀 (Re ， Re，为La， Ce之外的稀土元素)其中0<x<l;在马弗炉中，将混合的原 料在80(TC-90(TC下多次烧结，g口第一次烧结后，拿出来，再次均匀研 磨，并再次烧结，如此反复若干次，得到Re^Re'xBa3B9Ch8((Kx〈l; Re ， Re， 为La， Ce之外的稀土元素)的纯料；将合成的纯料分别在坩埚中熔化， 熔化温度为1000°C-1100°C，并将熔体升温超过熔化温度30-50'C并保温， 待熔体充分熔化后降回到溶体熔化温度，并保持熔化状态；让熔体随炉 自然冷却，得到系列Re^Re，xBa3B90,8((Kx〈1; Re ， Re，为La， Ce之外的 稀土元素)激光玻璃。
权利要求
1、系列稀土硼酸盐激光玻璃，其化学式为ReBa3B9O18或者Re1-xRe’xBa3B9O18，其中，0<x<1；Re，Re’为La，Ce之外的稀土元素。
2、 上述权利要求1中所述的系列ReBa3B9Ch8或者ReLxRe，xBa3B90w 激光玻璃的制备方法，其中，0<x<l; Re ， Re，为La， Ce之外的稀土元素， 包括以下步骤-1) 将1^203, BaC03和H3B03按摩尔比1: 3: 9.1混合均匀，或者将 Re203, Re，203， BaC03禾B H3B03按摩尔比(l-x): x: 3: 9.1混合均匀；2) 在马弗炉中，将混合的原料在80(TC-卯(rC下多次烧结，即第一 次烧结后，从炉中取出，研磨均匀，再次烧结，再取出研磨均匀，如此 反复若干次，得到ReBa3B90！8或者Rei-xRe，xBa3B9018的纯料；3) 将合成的纯料分别在坩埚中熔化，熔化温度为100(TC-110(TC， 并将熔体升温超过熔化温度30-5(TC并保温，待熔体充分熔化后降回到溶 体熔化温度，并保持熔化状态；4) 关闭电源，让熔体随炉自然冷却，得到系列ReBa3B9C^或者 Rei.xRe，xBa3B9018激光玻璃。
3、 如权利要求1中所述的系列ReBa3B90,8或者Rei.xRe'xBa3B9018 激光玻璃的用途，其中，0<x<l; Re，Re，为La， Ce之外的稀土元素，所 述玻璃用于固体激光器的工作物质。
全文摘要
系列稀土硼酸盐激光玻璃，其化学式为ReBa<sub>3</sub>B<sub>9</sub>O<sub>18</sub>(Re为La，Ce之外的稀土元素)或者Re<sub>1-x</sub>Re’<sub>x</sub>Ba<sub>3</sub>B<sub>9</sub>O<sub>18</sub>(0＜x＜1；Re，Re’为La，Ce之外的稀土元素)，可以根据需要，两种稀土元素任意互掺。该系列稀土硼酸盐激光玻璃在制造工艺上简单，光学均匀性高，有良好机械和导热性能，膨胀系数较低，不溶于水，不潮解，易于加工。同时可以满足任意大尺寸的要求，适合制作激光工作物质。
文档编号C03C3/12GK101519273SQ20091008155
公开日2009年9月2日 申请日期2009年4月13日 优先权日2009年4月13日
发明者军 刘, 王皖燕, 许燕萍, 陈小龙 申请人:中国科学院物理研究所