CN110932082A - 一种掺杂有钴铯的激光材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掺杂有钴铯的激光材料，按照质量百分比由以下组分组成：35‑50％Al2O3、19.5‑25.5％SiO2、3.5‑25％CsO2和1.5‑15％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％；本发明还公开了一种掺杂有钴铯的激光材料的的制备方法，采用该方法制备的激光材料具有较好的强度和化学稳定性。

Description

一种掺杂有钴铯的激光材料及其制备方法
技术领域
本发明属于光电材料技术领域，涉及一种掺杂有钴铯的激光材料及其制备方法。
背景技术
激光材料(laser material)，是把各种泵浦(电、光、射线)能量转换成激光的材料。激光材料主要是凝聚态物质，以固体激光物质为主。固体激光材料分为两类。一类是以电激励为主的半导体激光材料，一般采用异质结构，由半导体薄膜组成，用外延方法和气相沉积方法制得。根据激光波长的不同，采用不同掺杂半导体材料。通常在可见光区域和近红外区域，以族化合物半导体为主；在中红外区域，以IV-VI族化合物半导体为主。另一类是通过分立发光中心吸收光泵能量后转换成激光输出的发光材料。这类材料以固体电介质为基质，分为晶体和非晶态玻璃两种。激光晶体中的激活离子处于有序结构的晶格中，玻璃中的激活离子处于无序结构的网络中。
随着通信领域的快速发展，人们对激光材料提出了更高的要求，现有激光材料强度较低，化学稳定性较差，已不能满足通信技术发展的需求。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种掺杂有钴铯的激光材料，解决了现有激光材料强度低和化学稳定性差的问题。
本发明的另一个目的是提供一种掺杂有钴铯的激光材料的制备方法。
本发明所采用的第一技术方案是，一种掺杂有钴铯的激光材料，按照质量百分比由以下组分组成：35-50％Al2O3、19.5-25.5％SiO2、3.5-25％CsO2和 1.5-15％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％。
本发明所采用的第二技术方案是，一种掺杂有钴铯的激光材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：35-50％Al2O3、 19.5-25.5％SiO2、3.5-25％CsO2和1.5-15％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的各组分混合均匀后置于真空电弧炉的水冷铜坩埚中，封闭真空电弧炉；
步骤3：对真空电弧炉进行抽真空处理，再向真空电弧炉中通入氩气，使炉内外压强相等；
步骤4：引弧，以弧光放电的热量来熔化水冷铜坩埚中的混合物，使熔化后的试样随炉冷却至室温，即制成掺有钴铯的激光材料。
本发明的技术特征还在于，
步骤1中，Al2O3的粒径为1mm-6mm，SiO2的粒径为0.2mm-5mm，CoO 的粒径为3mm-8mm。
步骤2中，在将步骤1称取的组分放入水冷铜坩埚中前，先将各组分分别放入丙酮和酒精中超声波清洗20min-30min，然后烘干。
步骤3中，对真空电弧炉进行抽真空处理至炉内压强为0.8～1.4×10-3Pa 时，再向真空电弧炉中通入氩气。
步骤4中，引弧的初始电流为350A-420A，熔炼30min-60min后，再减小引弧电流至230A-280A，熔炼15min-40min。
本发明的有益效果是，本发明掺杂有钴铯的激光材料具有较好的强度和化学稳定性，能为激活离子提供合适的晶体场，本激光材料的声子震荡相对较小，提高了上转换激光的运转效率，可应用于激光学和光谱学等领域中。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种掺杂有钴铯的激光材料，按照质量百分比由以下组分组成： 35-50％Al2O3、19.5-25.5％SiO2、3.5-25％CsO2和1.5-15％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％。
本发明一种掺杂有钴铯的激光材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：35-50％Al2O3、 19.5-25.5％SiO2、3.5-25％CsO2和1.5-15％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％；Al2O3的粒径为1mm-6mm，SiO2的粒径为0.2mm-5mm，CoO 的粒径为3mm-8mm。
步骤2：将步骤1称取的各组分分别放入丙酮和酒精中超声波清洗 20min-30min，然后烘干；将各组分混合均匀，置于真空电弧炉的水冷铜坩埚中，封闭真空电弧炉；
步骤3：对真空电弧炉进行抽真空处理至炉内压强为0.8～1.4×10-3Pa时，再向真空电弧炉中通入氩气，使炉内外压强相等；
步骤4：引弧，以弧光放电的热量来熔化水冷铜坩埚中的混合物，引弧的初始电流为350A-420A，熔炼30min-60min后，再减小引弧电流至230 A-280A，熔炼15min-40min，使熔化后的试样随炉冷却至室温，即制成掺有钴铯的激光材料。
实施例1
制备一种掺杂有钴铯的激光材料，具体包括以下步骤：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：35％Al2O3、25％SiO2、 25％CsO2和15％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％；Al2O3的粒径为1mm-6mm，SiO2的粒径为0.2mm-5mm，CoO的粒径为3mm-8mm。
步骤2：将步骤1称取的各组分分别放入丙酮和酒精中超声波清洗 20min，然后烘干；将各组分混合均匀，置于真空电弧炉的水冷铜坩埚中，封闭真空电弧炉；
步骤3：对真空电弧炉进行抽真空处理至炉内压强为0.8×10-3Pa时，再向真空电弧炉中通入氩气，使炉内外压强相等；
步骤4：引弧，以弧光放电的热量来熔化水冷铜坩埚中的混合物，引弧的初始电流为350A，熔炼60min后，再减小引弧电流至250A，熔炼25min，使熔化后的试样随炉冷却至室温，即制成掺有钴铯的激光材料。
实施例2
制备一种掺杂有钴铯的激光材料，具体包括以下步骤：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：40％Al2O3、23％SiO2、 25％CsO2和12％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％；Al2O3的粒径为4mm，SiO2的粒径为3mm，CoO的粒径为5mm。
步骤2：将步骤1称取的各组分分别放入丙酮和酒精中超声波清洗 25min，然后烘干；将各组分混合均匀，置于真空电弧炉的水冷铜坩埚中，封闭真空电弧炉；
步骤3：对真空电弧炉进行抽真空处理至炉内压强为1.0×10-3Pa时，再向真空电弧炉中通入氩气，使炉内外压强相等；
步骤4：引弧，以弧光放电的热量来熔化水冷铜坩埚中的混合物，引弧的初始电流为370A，熔炼50min后，再减小引弧电流至250A，熔炼30min，使熔化后的试样随炉冷却至室温，即制成掺有钴铯的激光材料。
实施例3
制备一种掺杂有钴铯的激光材料，具体包括以下步骤：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：50％Al2O3、20SiO2、20CsO2和10％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％；Al2O3的粒径为6mm， SiO2的粒径为5mm，CoO的粒径为8mm。
步骤2：将步骤1称取的各组分分别放入丙酮和酒精中超声波清洗 30min，然后烘干；将各组分混合均匀，置于真空电弧炉的水冷铜坩埚中，封闭真空电弧炉；
步骤3：对真空电弧炉进行抽真空处理至炉内压强为1.4×10-3Pa时，再向真空电弧炉中通入氩气，使炉内外压强相等；
步骤4：引弧，以弧光放电的热量来熔化水冷铜坩埚中的混合物，引弧的初始电流为420A，熔炼30min-60min后，再减小引弧电流至280A，熔炼 40min，使熔化后的试样随炉冷却至室温，即制成掺有钴铯的激光材料。

Claims (6)

1.一种掺杂有钴铯的激光材料，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：35-50％Al2O3、19.5-25.5％SiO2、3.5-25％CsO2和1.5-15％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％。
2.一种掺杂有钴铯的激光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：35-50％Al2O3、19.5-25.5％SiO2、3.5-25％CsO2和1.5-15％CoO，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的各组分混合均匀后置于真空电弧炉的水冷铜坩埚中，封闭真空电弧炉；
步骤3：对真空电弧炉进行抽真空处理，再向真空电弧炉中通入氩气，使炉内外压强相等；
步骤4：引弧，以弧光放电的热量来熔化水冷铜坩埚中的混合物，使熔化后的试样随炉冷却至室温，即制成掺有钴铯的激光材料。
3.根据权利要求2所述的一种掺杂有钴铯的激光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，Al2O3的粒径为1mm-6mm，SiO2的粒径为0.2mm-5mm，CoO的粒径为3mm-8mm。
4.根据权利要求2所述的一种掺杂有钴铯的激光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，在将步骤1称取的组分放入水冷铜坩埚中前，先将各组分分别放入丙酮和酒精中超声波清洗20min-30min，然后烘干。
5.根据权利要求2所述的一种掺杂有钴铯的激光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，对真空电弧炉进行抽真空处理至炉内压强为0.8～1.4×10-3Pa时，再向真空电弧炉中通入氩气。
6.根据权利要求2所述的一种掺杂有钴铯的激光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，引弧的初始电流为350A-420A，熔炼30min-60min后，再减小引弧电流至230A-280A，熔炼15min-40min。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106012020A (zh) * 2016-05-20 2016-10-12 暨南大学 铥镱共掺以四钼酸盐为基质的上转换激光材料及制备方法
CN110804712A (zh) * 2019-11-22 2020-02-18 冯波 一种含镁的高熵合金及其制备方法

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