[发明专利]一种适用于离子交换的掺锂玻璃薄膜的制备工艺

摘要

本发明属于集成光学技术领域，具体公开了一种利用溶胶凝胶方法中的DC－RTA技术，制备适用于离子交换的掺锂玻璃薄膜的工艺。该工艺的主要内容是首先配制好含有适当锂离子的溶胶，然后将该溶胶均匀涂覆在基片上后高温灼烧，使基片表面形成一层凝胶玻璃层。反复上述涂覆灼烧过程，直至凝胶玻璃层达到所需厚度。该薄膜具有理想的光学质量，并且可以使用传统的离子交换工艺进行Ag⁺－Li⁺离子交换。该技术可以用来帮助生产、开发各类以硅酸盐材料为基质的无源或有源光波导器件。在集成光学领域具有巨大的应用前景和工业价值。

主权项

1、一种适用于离子交换的掺锂玻璃薄膜的制备工艺，其特征在于以正硅酸乙酯和稀盐酸为反应物，以异丙醇为溶剂，以硝酸锂为目标掺杂物，以硝酸铝为辅助掺杂物；具体步骤为：A.配制溶胶：(1)首先将正硅酸乙酯、异丙醇和稀盐酸混合，异丙醇用量是正硅酸乙酯体积的一到两倍，盐酸中的水含量与正硅酸乙酯的摩尔比为1∶1～4∶1，将上述溶液在40～70℃下油浴搅拌一至四小时，形成溶胶；(2)用异丙醇以1∶1～5∶1的体积比将该溶胶稀释，在室温下溶入硝酸锂和硝酸铝，锂离子与溶胶中硅原子的摩尔比为1％-15％，铝离子与溶胶中硅原子的摩尔比为1％～15％；(3)将溶胶用0.22～1.0μm孔径滤膜过滤，常温下静置12～36小时备用；B.成膜：通过拉膜法或者甩膜法将溶胶均匀涂覆在基片上，然后送至900～1100℃高温炉中在氧气气氛下烧结，致密化成凝胶玻璃薄膜；待第一层玻璃薄膜冷却后再涂覆第二层溶胶，如此往复循环直至凝胶玻璃薄膜达到需要厚度。