[发明专利]一种分布式增益悬浮颗粒溶液的制备方法

说明书

本发明公开了一种分布式增益悬浮颗粒溶液的制备方法，本发明通过二甲基二氯硅烷DMDCS对纳米颗粒进行改性处理，也即本发明是利用二甲基二氯硅烷表面的活性氯与纳米颗粒表面的OH基反应，从而完成对纳米颗粒的修饰，最终大大改善纳米颗粒的分散性，并提高了微粒表面的活性，同时还改善了纳米粒子与其它物质之间的相容性，进而制备得到性能良好的分布式增益悬浮颗粒激光器。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种分布式增益悬浮颗粒溶液的制备方法。

背景技术

分布式增益悬浮颗粒激光器是目前新兴的一种激光器，其是使用悬浮于液体中的固体颗粒作为激光增益介质、利用流体流动性对悬浮颗粒实时冷却、利用亚毫米尺度层流流场良好的透射波前特性抑制波前畸变、多增益流场阵列排布实现分布式增益的激光器。常用溶剂(包括去离子水、丙酮、乙醇等)对10XXnm波段的激光均有较为显著的吸收，低损耗液体基质的选取较为困难。另一方面，在悬浮颗粒与液体基质的折射率差比较大的情况下，悬浮颗粒对激光有着可观的瑞利散射损耗。根据瑞利散射公式，对于典型的Nd₂O₃/去离子水组合，想要达到较为理想的透光性(散射损耗0.05/cm)，Nd₂O₃的颗粒尺寸需要小于20nm。然而，20nm级纳米悬浮颗粒溶液的制备及贮存都有很大的技术困难，从而限制了分布式增益悬浮颗粒激光器的应用。

发明内容

本发明提供了一种分布式增益悬浮颗粒溶液的制备方法，以解决现有技术中不能很好地制备得到20nm级纳米悬浮颗粒溶液的问题。

本发明提供了一种分布式增益悬浮颗粒溶液的制备方法，该方法包括：

将预设重量的原始纳米颗粒在第一预设溶剂中进行超声分散处理，所述预设重量为根据分布式增益悬浮颗粒溶液的浓度计算而得到；

将超声分散处理后的纳米颗粒液体在保护气氛下，经二甲基二氯硅烷DMDCS进行改性处理，得到改性处理后的纳米颗粒；

将改性处理后的纳米颗粒添加到第二预设溶剂中以形成透明分散液体，即制备得分布式增益悬浮颗粒溶液。

可选地，所述将预设重量的原始纳米颗粒在溶剂中进行超声分散处理，包括：

将预设重量的纳米颗粒在乙醇中进行超声分散处理，超声分散30min。

可选地，将超声分散处理后的纳米颗粒液体在保护气氛下，经二甲基二氯硅烷DMDCS进行改性处理，得到改性处理后的纳米颗粒，包括：

将超声分散处理后的纳米颗粒液体在保护气氛下，进行水浴加热处理，然后进行冷凝回流处理，再逐滴加入二甲基二氯硅烷，并进行磁力搅拌，待溶液由浑浊变为透明后，进一步加入预设量的二甲基二氯硅烷，将硅烷偶联剂接枝到纳米颗粒的表面上，反应预设时间后，进行离心处理，在离心处理后，将离心后的颗粒洗涤并干燥，得到改性处理后的纳米颗粒。

可选地，所述离心处理的离心速度为10000转/分钟，时间为10-15min。

可选地，所述预设时间为5-10min。

可选地，所述保护气氛的气体为纯氮气。

可选地，所述水浴加热处理的温度为80℃。

可选地，所述原始纳米颗粒为纳米氧化钕或纳米氧化镱。

可选地，所述第二预设溶液的溶剂和浓度均根据不同波长激光透过率来进行选择。

可选地，所述第二预设溶液为二甲基亚砜DMSO、重水或二甲基亚砜-d6DMSO-d6。

本发明有益效果如下：