本发明涉及一种石英棒的制备技术,特别是一种连熔炉拉制镱氟激光石英棒及其制备方法。
背景技术:
随着大功率半导体激光器以及掺杂稀土离子的双包层光纤制作工艺的日渐成熟,光纤激光器得到了迅速的发展。脉冲激光输出的光纤激光器由于具有接近衍射极限的良好光束质量、较高的单脉冲能量、体积小等优点,在激光加工、光纤通信、医疗、军事用途以及非线性光学等领域得到了广泛的应用,掺ybf激光石英棒在光纤激发器具有较高的斜率效率和光转换效率,可以在1μm波段得到高功率的激光输出,储能效率高,同时还具备掺杂浓度高,吸收带宽等优点。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提出一种韧性好、耐压力强的连熔炉拉制镱氟激光石英棒。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的,一种连熔炉拉制镱氟激光石英棒,其特点是,以高纯石英砂为基本重量份原料,配以占高纯石英砂重量1.6%~2%的微量元素添加剂,所述微量元素添加剂是由以下重量份配比的原料组成:
氧化镱yb2o30.8~1.1;
硝酸锂lino30.1~0.4;
硝酸镁mg(no3)2.6h2o0.17~0.2;
硝酸铝al(no3)3.9h2o0.17~0.2;
氟化铵nh4f0.04~0.07。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,采用sio2含量大于99.9999%,杂质含量低于1ppm,45~150目的高纯石英砂。
本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下技术方案来实现的,上述的连熔炉拉制镱氟激光石英棒的制备方法,其特点是,将微量元素添加剂中的氧化镱yb2o3按比例称量后,加温稀酸溶解,制成酸溶液;将微量元素添加剂中的硝酸锂lino3按比例称重后,加酒精溶解,制成溶液;将微量元素添加剂中的硝酸镁mg(no3)2.6h2o、硝酸铝al(no3)3.9h2o、氟化铵nh4f加水溶解,制成水溶液;将上述三种溶液分别掺入高纯石英砂充分混合后加温至1000℃~1100℃进行烘烤膨化,然后进行筛选和磁选,去除金属杂质,再投入连熔炉熔炼,拉制成型。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,所述的温稀酸为盐酸,其浓度为36%~38%。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,所述酒精是无水工业酒精,其浓度是98%。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,所述的水为阴阳离子水,电导率为1~2×10-6s/m。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,连熔炉内温度在1950~2200℃的条件下,熔炼7~8小时后,拉制成型。
与现有技术相比,本发明采用棒体无气泡无气线制备工艺拉制成型的镱氟激光石英棒,具有韧性好、耐压力强、软化点高、不析晶、较高的斜率效率,以及激光光转换效率高、掺杂浓度高、吸收带宽等优点。
具体实施方式
进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成对其权利的限制。
一种连熔炉拉制镱氟激光石英棒,以高纯石英砂为基本重量份原料,采用sio2含量大于99.9999%,杂质含量低于1ppm,45~150目的高纯石英砂,配以占高纯石英砂重量1.6%~2%的微量元素添加剂,所述的微量元素添加剂是由以下重量份配比的原料组成:
氧化镱yb2o30.8~1.1;
硝酸锂lino30.1~0.4;
硝酸镁mg(no3)2.6h2o0.17~0.2;
硝酸铝al(no3)3.9h2o0.17~0.2;
氟化铵nh4f0.04~0.07。
上述的连熔炉拉制镱氟激光石英棒的制备方法,将微量元素添加剂中的氧化镱yb2o3按比例称量后,加温稀酸溶解,制成酸溶液,所述的温稀酸为盐酸,其浓度为36%~38%;将微量元素添加剂的硝酸锂lino3按比例称重后,加酒精溶解,制成溶液,所述酒精是无水工业酒精,其浓度是98%;将微量元素添加剂的硝酸镁mg(no3)2.6h2o、硝酸铝al(no3)3.9h2o、氟化铵nh4f加水溶解,制成水溶液;所述的水为阴阳离子水,电导率为1~2×10-6s/m;将上述三种溶液分别掺入高纯石英砂充分混合后加温至1000~1100℃进行烘烤膨化,然后进行筛选和磁选,去除金属杂质,再投入连熔炉熔炼,连熔炉内温度在1950~2200℃的条件下,熔炼7~8小时后,进行拉制成型。
所述微量元素添加剂配方一:
氧化镱yb2o30.8;
硝酸锂lino30.1;
硝酸镁mg(no3)2.6h2o0.17;
硝酸铝al(no3)3.9h2o0.17;
氟化铵nh4f0.04。
所述微量元素添加剂配方二:
氧化镱yb2o30.95;
硝酸锂lino30.25;
硝酸镁mg(no3)2.6h2o0.185;
硝酸铝al(no3)3.9h2o0.185;
氟化铵nh4f0.055。
所述微量元素添加剂配方三:
氧化镱yb2o31.1;
硝酸锂lino30.4;
硝酸镁mg(no3)2.6h2o0.2;
硝酸铝al(no3)3.9h2o0.2;
氟化铵nh4f0.07。