CN102730968A - 玻璃基片材料 - Google Patents

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郝寅雷
杨建义
王明华
王毅强
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Abstract

本发明公开一种玻璃基片材料，其包括SiO2、B2O3、ZrO2、Al2O3、Na2O和K2O，其中，B3+在玻璃中均以硼氧四面体的形式存在；全部Al3+进入玻璃网格；非桥氧原子的占总氧原子数目的比例不大于十分之一。使用这种玻璃材料作为基片材料制作集成光学芯片的有益效果是：由于该玻璃体系上述成分的特点，玻璃材料在熔融的硝酸盐中具有极好的化学稳定性，保证了离子交换工艺的顺利进行。

Description

玻璃基片材料
技术领域
本发明涉及光器件、集成光学领域，尤其涉及集成光学用玻璃材料。
背景技术
用于离子交换的盐通常为阳离子A+(Ag+，Tl+)的硝酸盐。离子交换通常在300～600℃下持续3～24小时。一般的光学玻璃材料的成分设计的都是针对玻璃的光学性质，而没有考虑到玻璃材料长时间在熔融金属盐中的化学稳定性。因此现有的玻璃材料在离子交换过程中会受到熔盐的腐蚀，使玻璃基片表面变得粗糙，进而致使玻璃基光波导的损耗增加。更重要的，由于通常的掩埋光波导的制备需要很长的时间，而且要在直流电场辅助下进行，通常的光学玻璃材料的化学稳定性不能满足玻璃基光波导制备的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于集成光学用玻璃材料。
本发明的技术方案包括一种玻璃基片材料，其包括SiO2、B2O3、ZrO2、Al2O3、Na2O和K2O，其中，B3+在玻璃中均以硼氧四面体的形式存在；全部Al3+进入玻璃网格；非桥氧原子的占总氧原子数目的比例不大于十分之一。
其中，该玻璃基片材料的各物质的摩尔含量为：
Figure BSA00000473345200011
这种玻璃材料具有比通常的光学玻璃基片更高的化学稳定性，可以作为玻璃基片，用于玻璃基光波导的制备。
这种玻璃基片可以采用现有的光学玻璃工艺制作，通过合理设计熔制、澄清、退火工艺，玻璃的气泡可以达到光学A级，条纹完全消除。
使用这种玻璃材料作为基片材料制作集成光学芯片的有益效果是：由于该玻璃体系上述成分的特点，玻璃材料在熔融的硝酸盐中具有极好的化学稳定性，保证了离子交换工艺的顺利进行。
具体实施方式
以下对本发明作详细说明。
玻璃的主要成分包括SiO2、B2O3、ZrO2、Al2O3、Na2O和K2O。这种玻璃材料以SiO2作为玻璃形成体的主体，同时引入B2O3和Al2O3，引入少量ZrO2提高玻璃的耐水性和耐酸性。
这种玻璃材料在成分上的特点在于，通过调节碱金属氧化物(Na2O和K2O)的含量，使玻璃的微观结构具有如下特征：(1)B3+在玻璃中均以硼氧四面体的形式存在；(2)全部Al3+进入玻璃网格；(3)玻璃中的非桥氧原子的占总氧原子数目的比例不大于十分之一。
玻璃材料成分除了可以添加极少量澄清剂以外，不能包含其它物质。澄清剂的加入量有现成的标准。并且玻璃熔制工艺是通用的工艺。
下面以不同成分的玻璃为例说明玻璃的设计与制作：
示例1：各成分含量如下表所示：
  成分   SiO2   B2O3   Al2O3   ZrO2   Na2O   K2O
  摩尔含量   64％   10％   6％   2％   9％   9％
为保证玻璃的光透过率，并完全消除气泡、条纹等缺陷，玻璃原料采用分析纯。采用通用的铂坩埚熔制技术，经高温(1500℃)澄清(澄清剂采用As2O3)，成型、精密退火后可以获得均质高稳定的集成光学专用玻璃材料。根据实际需要，将玻璃加工成直径3英寸或4英寸，厚度1～1.5mm的基片，用于离子交换光波导器件的制备。
示例1制作的基片材料在400℃下融熔的NaNO3中浸泡24小时，经原子力显微镜测试，玻璃表面的粗糙度小于30nm(RMS值)，与浸泡前相比没有明显变化，说明玻璃材料具有很好的化学稳定性。
示例2：各成分含量如下表所示：
  成分   SiO2   B2O3   Al2O3   ZrO2   Na2O   K2O
  摩尔含量   65％   9％   7％   2％   9％   8％
为保证玻璃的光透过率，并完全消除气泡、条纹等缺陷，玻璃原料采用分析纯。采用通用的铂坩埚熔制技术，经高温(1500℃)澄清(澄清剂采用As2O3)，成型、精密退火后可以获得均质高稳定的集成光学专用玻璃材料。根据实际需要，将玻璃加工成直径3英寸或4英寸，厚度1～1.5mm的基片，用于离子交换光波导器件的制备。
示例2制作的基片材料在400℃下融熔的NaNO3中浸泡24小时，经原子力显微镜测试，玻璃表面的的粗糙度小于30nm(RMS值)，与浸泡前相比没有明显变化，说明玻璃材料具有很好的化学稳定性。
示例3：各成分含量如下表所示：
  成分   SiO2   B2O3   Al2O3   ZrO2   Na2O   K2O
  摩尔含量   65％   9％   6％   2％   8％   9％
为保证玻璃的光透过率，并完全消除气泡、条纹等缺陷，玻璃原料采用分析纯，。采用通用的铂坩埚熔制技术，经高温(1500℃)澄清(澄清剂采用As2O3)，成型、精密退火后可以获得均质高稳定的集成光学专用玻璃材料。根据实际需要，将玻璃加工成直径3英寸或4英寸，厚度1～1.5mm的基片，用于离子交换光波导器件的制备。
示例3制作的基片材料在400℃下融熔的NaNO3中浸泡24小时，经原子力显微镜测试，玻璃表面的的粗糙度小于30nm(RMS值)，与浸泡前相比没有明显变化，说明玻璃材料具有很好的化学稳定性。
尽管本发明依照其优选实施方式描述，但是存在落入本发明范围内的改变、置换和各种替代等同物。这里提供的示例仅是说明性的，而不是对本发明的限制。
为了简明，本说明书省略了对公知技术的描述。

Claims (2)

1.一种玻璃基片材料，其特征在于：其包括SiO2、B2O3、ZrO2、Al2O3、Na2O和K2O，其中，B3+在玻璃中均以硼氧四面体的形式存在；全部Al3+进入玻璃网格；非桥氧原子的占总氧原子数目的比例不大于十分之一。
2.根据权利要求1所述的玻璃基片材料，其特征在于：该玻璃基片材料的各物质的摩尔含量为：
Figure FSA00000473345100011
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004262699A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Ishizuka Glass Co Ltd 抗菌機能を有するガラス組成物
US20050032623A1 (en) * 2000-08-15 2005-02-10 Araujo Roger J. High silver borosilicate glasses
US20090220761A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Matthew John Dejneka Ion exchanged, fast cooled glasses
CN101910079A (zh) * 2007-11-29 2010-12-08 康宁股份有限公司 具有改进的韧性和抗刮性的玻璃

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050032623A1 (en) * 2000-08-15 2005-02-10 Araujo Roger J. High silver borosilicate glasses
JP2004262699A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Ishizuka Glass Co Ltd 抗菌機能を有するガラス組成物
CN101910079A (zh) * 2007-11-29 2010-12-08 康宁股份有限公司 具有改进的韧性和抗刮性的玻璃
US20090220761A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Matthew John Dejneka Ion exchanged, fast cooled glasses

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.ANANTHANARAYANAN ET AL.: "MAS-NMR studies of lithium aluminum silicate(LAS) glasses and glass-ceramics having different Li20/A1203 ratio", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》 *
A.QUINTAS ET AL.: "Effect of compositional variations on charge compensation of A1o4 and Bo4 entities and on crystallization tendency of a rare-earth-rich aluminoborosilicate glass", 《MATERIALS RESEARCH BULLETIN》 *

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