[发明专利]磷酸盐激光玻璃表面酸处理缓冲液及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷酸盐激光玻璃，特别是一种新型磷酸盐激光玻璃表面处理酸缓冲液及表面处理方法。

背景技术

磷酸盐体系玻璃由于其声子能量适中、对稀土离子溶解度高、稀土离子在其中的光谱性能好、非线性系数小，成为使用广泛的激光增益介质。磷酸盐激光玻璃的应用领域涵盖了激光聚变、激光武器、激光测距、激光医疗、光通信波导放大器、超短脉冲激光器应用。

高重复频率、高平均功率激光器对激光玻璃的高强度光泵浦条件下抗热冲击能力要求越来越高。表面缺陷微裂纹的影响使磷酸盐激光玻璃在高强度光泵浦条件下的抗热冲击能力较低，这限制了磷酸盐激光玻璃的应用。

研究发现，玻璃表面状态特别是微裂纹的改善可大幅度提高激光玻璃的抗热冲击性能。玻璃的表面缺陷对于细磨磷酸盐激光玻璃即指表面的凹陷层和微裂纹层，对于抛光磷酸盐激光玻璃主要指抛光层下的亚表面缺陷层，该层缺陷主要以裂纹为主。玻璃表面的酸处理，是通过钝化微裂纹、腐蚀除掉含有微裂纹或其他缺陷的表面层，消除造成强度降低的缺陷因素，恢复或提高玻璃的强度。在酸处理过程中，选择合适的酸处理缓冲液具有十分重要的意义。如用强酸处理则酸太强对玻璃的腐蚀很大并且不均匀，易出现大的腐蚀坑，并且随着反应的进行酸的浓度降低，影响腐蚀效果。若采用弱酸处理H+和F-浓度低，很难达到腐蚀的效果或者效果不明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种磷酸盐激光玻璃表面处理的酸缓冲液以及表面处理的方法。该酸缓冲液能均匀地腐蚀玻璃表面，去除微裂纹。该处理方法采用酸碱结合去除玻璃表面、亚表面缺陷层，提高磷酸盐激光玻璃表面的机械性能、激光器的重复频率和热破坏阈值。

本发明具体的技术解决方案如下：

一种磷酸盐激光玻璃表面处理的酸缓冲液，其特点在于该酸缓冲液由第一缓冲体系、第二缓冲体系和硝酸组成：

第一缓冲体系为Cl₃COOH和Cl₃COONa的水溶液按体积比1∶1的混合溶液或Cl₃COOH和Cl₃COOK的水溶液按体积比1∶1的混合溶液，其中Cl₃COOH、Cl₃COONa和Cl₃COOK水溶液的浓度皆为1.00mol/L；

第二缓冲体系为HF、NH₄F的水溶液按体积比1∶1的混合溶液或HF、NaF的水溶液按体积比1∶1的混合溶液，其中HF浓度为1.00mol/L，NH₄F或者NaF浓度为6.00mol/L；

第一缓冲体系和第二缓冲体系再按体积比混合，其体积比的取值范围是3∶2～4∶1，然后加入硝酸调节本酸缓冲液的Ph值至1.00。

利用上述的磷酸盐激光玻璃表面处理的酸缓冲液对磷酸盐激光玻璃表面的处理方法，包括以下步骤：

①取放于烧杯或耐热塑料盒中，加入2.0mol/L～4.0mol/L的NaOH溶液，在90～100℃条件下，处理10～30分钟；

②待处理的磷酸盐激光玻璃用去离子水在80～100℃处理5-10分钟后干燥；

③将待处理的磷酸盐激光玻璃放入权利要求1所述的磷酸盐激光玻璃表面处理的酸缓冲液中，在80～100℃下处理50～80分钟；

④最后将所述的磷酸盐激光玻璃用去离子水在80～100℃处理5～10分钟后干燥。

所述的磷酸盐激光玻璃表面处理的酸缓冲液，可对其它体系玻璃、半导体以及金属样品的表面进行处理。

本发明的优点在于：

1、本发明的磷酸盐激光玻璃表面处理的酸缓冲液酸性强度不高，在处理过程中可以保持H⁺和F^-浓度不变或者变化很小，对磷酸盐激光玻璃表面腐蚀均匀且平稳，在消除微裂纹的同时不会出现很大的腐蚀坑。可以提高表面处理质量，从而改善玻璃表面性能，提高磷酸盐激光玻璃的抗热冲击能力。

2、本发明利用酸碱结合能去除玻璃亚表面缺陷层。

3、本发明可有效消除由于冷加工造成的玻璃表面缺陷，从而提高磷酸盐激光玻璃的抗热冲击性能。

4、本发明磷酸盐激光玻璃表面处理的酸缓冲液，可对其它体系玻璃、半导体以及金属样品的表面进行处理。

附图说明

图1是经本发明处理和未经处理的磷酸盐激光钕玻璃棒的激光效率对比图

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

第一实施例：