[发明专利]一种高发射截面的掺镱氟磷酸盐激光玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氟磷酸盐玻璃，特别是一种高发射截面的掺镱氟磷酸盐激光玻璃及其制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

掺Yb³⁺激光材料对激光技术的发展具有深远意义。由于Yb³⁺离子掺杂浓度可以很高，掺Yb³⁺增益介质可以做成几百个微米厚度的薄片，将薄片贴在冷却板上，这样热源与冷却体间距非常小，热流是沿轴向的，即使在高的泵浦功率密度下，材料中的温度变化也很小，因此大大降低了增益介质中的热应力和热畸变。

对于高功率光纤激光器来说，对工作物质的要求是：(1)能采用包层泵浦，(2)纤芯粗，非线性折射率低，有高储能能力和有效的泵浦吸收能力。由于这样的要求，使得激光工作物质必须具有高的稀土掺杂浓度及能力。氟磷玻璃具有高量子效率，高稀土离子掺杂能力，长荧光寿命，宽的发射带宽，可以获得平坦的增益曲线和宽的调谐范围，有利于激光器的小型化与集成化。因此，掺Yb³⁺氟磷玻璃已经成为新一代高功率超短脉冲激光介质，是很有前途的超短脉冲激光器、可调谐激光器及激光惯性约束核聚变的介质材料，应该得到更大的发展。但目前有关掺镱氟磷酸盐玻璃报道中，稀土离子的受激发射截面和析晶稳定性能都不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种荧光寿命较长，析晶稳定性能好的高发射截面掺镱氟磷酸盐激光玻璃及其制备方法。

本发明的高发射截面的掺镱氟磷酸盐激光玻璃，它的摩尔百分比组成为：

AlF₃          20-25％，

MgF₂          12-14％，

CaF₂          9-11％，

SrF₂          9-10％，

BaF₂          10-15％，

YF₃           5-7％，

LiF           4-5％，

LaF₃          5-8％，

Nb₂O₅            1-5％，

R(H₂PO4)₂        5-8％，

Ba(PO₃)₃         10-13％，

YbF₃             1％，上述组分之和为100％。

上述组分中，除原料YbF₃为光纤纯外，其它原料均为化学纯。

高发射截面的掺镱氟磷酸盐激光玻璃的制备方法，步骤如下：

按配方称取各组分粉末，搅拌混合均匀后于1000～1150℃熔制至熔化，玻璃熔液经均化澄清后浇注到模具内，立刻放入已升温至其玻璃转变温度的马弗炉中，保温2小时后，以5℃/小时的降温速度退火至200℃后，再以20℃/小时的降温速度退火至80℃，关闭马弗炉，降温至室温。

本发明的掺镱氟磷酸盐激光玻璃，偏磷酸盐采用Ba(PO₃)₃，碱金属氟化物RF₂(R＝Mg，Ca，Sr，Ba)含量较高，并引入LaF₃、Nb₂O₅提高折射率，高AlF₃可有效分散镱离子并优化网络结构，YF₃可很好改善成玻璃性能，由于Li⁺的积聚作用，少量LiF的引入可增强网络。稀土浓度可以根据高功率激光器对工作物质的实际需要进行调节。该掺镱氟磷酸盐激光玻璃制备工艺简单，具有高的受激发射截面，较好的析晶稳定性，荧光寿命较长，是实现高功率和高增益的理想介质材料。

附图说明

图1是样品1的吸收和发射截面图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步描述。

高发射截面的掺镱氟磷酸盐激光玻璃的制备方法，步骤如下：