[发明专利]一种镨掺杂磷酸盐玻璃及制备波导的方法

权利要求书

1.一种镨掺杂磷酸盐玻璃，其特征在于：所述镨掺杂磷酸盐玻璃的制备方法包括如下步骤：

（1）将基质原料和氧化镨混合得到混合料；其中：所述氧化镨的量为基质原料量的0.1～0.5wt%，所述基质原料为偏磷酸钠、偏磷酸镁、偏磷酸铝和氧化铝，其摩尔比例为：偏磷酸钠：偏磷酸镁：偏磷酸铝：氧化铝＝50～67:3～4:25～44:3～4；

（2）将步骤（1）所得混合料在200～250℃条件下保温4～6小时，自然冷却至室温，然后升温至1350℃保温0.5～1小时得到熔融的玻璃液；再将熔融的玻璃液在经过预热的模具中成型，成型后的玻璃在470～510℃条件下退火0.5～3小时，自然冷却至室温后制得镨掺杂磷酸盐玻璃。

2.根据权利要求1所述的镨掺杂磷酸盐玻璃，其特征在于：所述步骤（2）中升温速率为1～4℃/min。

3.根据权利要求1所述的镨掺杂磷酸盐玻璃，其特征在于：所述步骤（2）中所述模具为铝制模具。

4.根据权利要求1所述的镨掺杂磷酸盐玻璃，其特征在于：所述步骤（2）中所述模具的预热温度470～510℃。

5.根据权利要求1所述的镨掺杂磷酸盐玻璃，其特征在于：所述预热时间5～30分钟。

6.利用权利要求1所述的镨掺杂磷酸盐玻璃制备波导的方法，其特征在于：具体步骤如下：

Ⅰ所述镨掺杂磷酸盐玻璃进行预处理后，加工成所需尺寸的镨掺杂磷酸盐玻璃基片；

Ⅱ玻璃基片经清洗后，采用热蒸镀法在玻璃基片表面蒸镀厚度150～200nm的铝膜，然后在玻璃基片表面打开4～50μm宽的离子交换窗口；

Ⅲ将具有离子交换窗口的玻璃基片浸没在360～390℃硝酸钾中进行离子交换0.5～2小时，离子交换后取出玻璃基片，自然冷却至室温，用去离子水洗去玻璃基片表面残留的硝酸钾，再洗净玻璃基片表面的铝膜，抛光后获得镨掺杂磷酸盐玻璃波导。

7.根据权利要求6所述的制备波导的方法，其特征在于：步骤Ⅰ中所述预处理过程为：首先采用金刚砂对制备的镨掺杂磷酸盐玻璃进行粗磨加工，并使其相对两面平行；然后采用氧化铝对玻璃进行细磨，使其表面光滑；再用抛光液在抛光机上对玻璃进行精密抛光；最后以无水乙醇清洗，使其表面清洁。

8.根据权利要求6所述的制备波导的方法，其特征在于：步骤Ⅱ中清洗玻璃基片的方法为：将玻璃基片依次置于三氯乙烷、丙酮和异丙醇中各清洗5～10min，最后以去离子水冲洗残余污渍，并用氮气将玻璃基片表面吹干。

9.根据权利要求6所述的制备波导的方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中在玻璃基片表面打开离子交换窗口的过程步骤如下：

（a）利用甩胶机在镀有铝膜的玻璃基片表面甩一层厚度50～150nm的SPR6112正光刻胶，然后将覆有正光刻胶的玻璃基片90℃下烘烤10分钟；

（b）烘烤后的玻璃基片上覆盖正光刻胶石英掩膜板，条纹宽4～50μm，采用光刻机在紫外灯下曝光6～10秒，然后将曝光后的玻璃基片浸没于AZ300MIF显影液中20～40秒，再用蒸馏水将显影液冲洗干净，以此在玻璃基片表面打开4～50μm宽的离子交换窗口；

（c）将打开离子交换窗口的玻璃基片置于磷酸、醋酸和硝酸的混合液中4～20分钟，除去离子交换窗口上的铝膜，然后用有机溶剂洗去玻璃基片表面的光刻胶。