[发明专利]氧化铪单晶光纤及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种氧化铪单晶光纤，其特征在于，该光纤的化学组成为稳定剂掺杂的氧化铪单晶；

所述的稳定剂为Y₂O₃、ZrO₂、Al₂O₃或Er₂O₃，每种稳定剂的掺杂量占氧化铪单晶总摩尔百分比如下：Y₂O₃ 10%-20%、ZrO₂ 5%-15%、Al₂O₃ 2%-16%、Er₂O₃ 10%-20%；

所述的光纤的直径为0.5-1.5mm，所述的光纤长度≥12cm。

2.根据权利要求1所述的氧化铪单晶光纤，其特征在于，所述的氧化铪单晶为立方晶系，熔点2750-2800℃，密度10.43g/cm³，热膨胀系数5.6×10^-6/K，热导率2.5-2.9W/(m·K)，折射率2-2.15，透光范围220-12000nm，硬度~20GPa。

3.权利要求1-2任一项所述的氧化铪单晶光纤的制备方法，包括：

将氧化铪和稳定剂混合制备氧化铪籽晶和氧化铪原料步骤；

氧化铪原料激光熔融步骤，将氧化铪原料中心置于激光中心处进行原料熔融，激光器的功率为250-400W；

氧化铪籽晶在氧化铪熔融料中收颈、放肩、等径生长和提脱步骤；收颈过程中控制激光器的功率190-260W；放肩、等径生长过程中控制激光器的功率170-240W；收颈过程中当籽晶直径收细至0.3-0.5mm时，进行放肩及等径生长；等径生长过程中，提拉速度为0.1-1.2mm/分钟；等径生长过程中氧化铪原料同时进行给料，给料速度为0.05-0.5mm/分钟。

4.根据权利要求3所述的光纤的制备方法，其特征在于，晶体提脱后还包括高温退火步骤。

5.根据权利要求3所述的光纤的制备方法，其特征在于，制备氧化铪籽晶和氧化铪原料的步骤如下：

将氧化铪和稳定剂纳米粉体混合均匀，等静压压制成料棒， 于1300-1650℃烧结10-40h，烧结得到的料棒作为氧化铪籽晶和氧化铪原料。

6.根据权利要求5所述的光纤的制备方法，其特征在于，等静压的压力为200-300MPa。

7.根据权利要求4所述的光纤的制备方法，其特征在于，高温退火步骤中，将晶体在空气中进行中高温退火处理，退火温度为1200-1650℃，恒温时间24-48h，退火完成后以(0.5-1)℃/min的速率降温，以消除晶体中的热应力。

8.权利要求1-2任一项所述的氧化铪单晶光纤作为高温传感材料的应用。