CN1291936C - 掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法 - Google Patents

掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1291936C
CN1291936C CN 200510025279 CN200510025279A CN1291936C CN 1291936 C CN1291936 C CN 1291936C CN 200510025279 CN200510025279 CN 200510025279 CN 200510025279 A CN200510025279 A CN 200510025279A CN 1291936 C CN1291936 C CN 1291936C
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
ytterbium
ion
solution
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200510025279
Other languages
English (en)
Other versions
CN1686884A (zh
Inventor
陈丹平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority to CN 200510025279 priority Critical patent/CN1291936C/zh
Publication of CN1686884A publication Critical patent/CN1686884A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1291936C publication Critical patent/CN1291936C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/0071—Compositions for glass with special properties for laserable glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00—Glass compositions
    • C03C2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03C2201/08—Doped silica-based glasses containing boron or halide
    • C03C2201/10—Doped silica-based glasses containing boron or halide containing boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00—Glass compositions
    • C03C2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
    • C03C2201/34—Doped silica-based glasses containing metals containing rare earth metals
    • C03C2201/3411—Yttrium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00—Glass compositions
    • C03C2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
    • C03C2201/34—Doped silica-based glasses containing metals containing rare earth metals
    • C03C2201/3488—Ytterbium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00—Glass compositions
    • C03C2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
    • C03C2201/34—Doped silica-based glasses containing metals containing rare earth metals
    • C03C2201/36—Doped silica-based glasses containing metals containing rare earth metals containing rare earth metals and aluminium, e.g. Er-Al co-doped
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00—Glass compositions
    • C03C2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
    • C03C2201/40—Doped silica-based glasses containing metals containing transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2203/00—Production processes
    • C03C2203/50—After-treatment
    • C03C2203/52—Heat-treatment
    • C03C2203/54—Heat-treatment in a dopant containing atmosphere

Abstract

一种掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法，该玻璃的组成及其含量(wt%)为：SiO2(91.2～96.5)、B2O3(0.8～2.0)、Al2O3(1～4.5)、Yb2O3(0.5～3.7)、Y2O3(0.5～2.0)、V2O5(0.5～2.0)。本发明激光玻璃的制造方法的实质是将稀土镱离子均匀分散在多孔高硅氧玻璃中，抑制自发形成团簇，增强其发光强度。本发明玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。

Description

掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法
技术领域
本发明涉及激光玻璃，特别是一种掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法。
背景技术
激光二极管具有量子效率高、可靠性好、使用寿命长、发射波长与激光介质吸收峰很好对应以及激光输出光束质量好等特点，并且激光二极管的技术的还在不断完善，这加速了激光二极管抽运固体激光器的迅速发展，这也为开发新的激光介质材料的提供了一个机遇。
石英玻璃由于具有低膨胀、耐热冲击、高机械强度和化学稳定等优点，被长期期待着作为稀土和过渡金属等发光离子的基质材料和激光材料。但是掺稀土离子在石英玻璃高温熔融制备过程或者是用CVD方法制备过程中容易自发形成团簇，从而产生浓度淬灭效应。许多稀土离子在石英玻璃中只含有几百个ppm就开始产生明显的浓度消光，离子的浓度难以提高。掺稀土离子的石英玻璃之所以在光纤中能够得到应用，那是因为光纤在实际应用中长度较长，不需要高浓度的稀土离子掺杂量，但是浓度消光严重限制了石英玻璃作为块状透明发光材料在实际中的应用。如何消除浓度消光，几十年来，国内外的科学家们已经做了大量的研究工作，人们采用了CVD和溶胶-凝胶等方法，试图获得石英发光和激光玻璃，但都没有明显地增强它们的发光强度。
本发明的目的是提供一种新的掺镱高硅氧玻璃及其制造方法，该玻璃可以增强掺镱离子玻璃的发光强度。
本发明的实质是：采用一种物理方法将稀土镱离子均匀分散在多孔高硅氧玻璃中，抑制自发形成团簇，增强其发光强度。本发明的组成和制备工艺不同于硅酸盐和磷酸酸玻璃的制备，在掺杂镱离子过程中不需要高温熔融，具体实施方法是往SiO2的含量超过95％(按重量百分比wt％)、具有连通的纳米级的多孔高硅氧玻璃中引入Yb3+、Y3+、V5+和Al3+离子，通常Yb3+和Y3+、V5+和Al3+离子按一定的比例，分别以酸溶液、水溶液、酒精和丙酮溶液的形式引入，再经过干燥、烧成制得单掺Yb3+和Yb3+、Y3+、V5+及Al3+离子共掺的氧化物高硅玻璃，从而达到在980nm的激光泵浦下实现激光的目的。Yb3+离子是发光的必要离子，必须引入多孔玻璃中，而Y3+、V5+和Al3+离子可以增加Yb3+离子的发光。具体是配置好一定镱离子浓度的溶液，或者是镱离子同钇、钒和铝离子共溶的溶液，将多孔高硅氧玻璃放入该溶液中，使镱离子溶液或者镱离子同钇、钒和铝离子共溶的溶液浸入多孔玻璃中，均匀分散和吸附在纳米微孔中；然后，将该玻璃经过高温(1100℃以上)烧结成无孔透明红外发光和激光玻璃。这种玻璃与硅酸盐和磷酸酸激光玻璃相比，由于其热膨胀系数小，耐热冲击性能十分优越，并且非线形系数小，激光损伤域值高，适合用作为激光二极管抽运和高功率、高重复频率、制成紧凑的微片激光器的激光介质材料。
本发明具体的技术解决方案如下：
一种掺镱高硅氧激光玻璃，其特征在于该玻璃的组成为：
成分                            含量(wt％)
SiO2                          91.2～96.5
B2O3                         0.8～2.0
Al2O3             1～4.5
玻璃中小孔的孔径为1.0～10纳米，小孔占玻璃体积的23～35％，玻璃小孔中含
Yb2O3                 0.5～3.7。
Y2O3                  0.5～2.0
V2O5                  0.5～2.0。
所述的掺镱高硅氧激光玻璃的制造方法，其特征在于该玻璃的制造方法包括下列步骤：
①选取多孔高硅氧玻璃作原料，其成分是：
组成                        wt％
SiO2                      95～98
B2O3                     1～2
Al2O3                    1～3；
多孔玻璃的孔径为1.0～10纳米，小孔占玻璃的体积为23～35％；
②通过溶液的浸渍法，将Yb3+离子和Y3+、V5+、Al3+离子引入所述的多孔玻璃中；
③再经过1000-1200℃的固相烧结而成无孔透明的玻璃。
所述的溶液浸渍法，将Yb3+离子离子引入多孔玻璃中的具体方法是：将硝酸镱或者是氧化镱、氯化镱、乙酸镱在溶剂水、硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸、乙醇和丙酮溶液中完全溶解，或在高温下可以完全分解并形成镱离子氧化物化合物的材料溶入上述溶液中，制备成掺镱离子溶液的水、硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液、乙醇溶液和丙酮溶液；然后将微孔玻璃浸入该溶液中，镱离子随溶液进入所述的多孔玻璃。
所述的溶液法引入镱离子同时，还引入Y3+、V5+和Al3+离子。
所述的Al3+和Y3+离子的引入与镱离子的引入方法相同。
所述的V5+离子的引入是将硫酸氧矾溶入水或者是乙醇溶液中制备成它的水或者是乙醇溶液。
所述的离子是以多次浸入的方式引入微孔玻璃中的，每次浸入后要将微孔玻璃放入高温炉中慢速升温到300-400℃，使溶剂挥发。
在烧结过程中，从室温到400℃要慢速升温以避免微孔玻璃的开裂，从950℃左右到1050-1200℃度要慢速升温以避免玻璃变形。
这种玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
本发明所购买或者是自己制备的多孔高硅氧玻璃的成分特征是SiO2的含量为95～98wt％(按重量百分比)，另外多孔玻璃中还含有1～2％的B2O3和1～3％Al2O3；多孔玻璃的孔径为1.0～10纳米，小孔占玻璃的体积为23～35％(体积百分数)。通过溶液的浸渍法，将Yb3+离子和Y3+、V5+、Al3+离子引入多孔玻璃中，再经过高温(1100℃以上)烧结成无孔透明的发光和激光玻璃，本发明所得到的玻璃其组成的重量百分比为：
成分                含量(wt％)
SiO2              91.2～96.5
B2O3             0.8～2.0
Al2O3            1～4.5
玻璃中小孔的孔径为1.0～10纳米，小孔占玻璃体积的23～35％，玻璃小孔中含：
Yb2O3             0.5～3.7。
Y2O3              0.5～2.0
V2O5              0.5～2.0。
所述的溶液浸渍法，具体做法是将硝酸镱或者是氧化镱、氯化镱、乙酸镱等可以被水、酸(包括硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸)、乙醇和丙酮溶液完全溶解并且高温下可以完全分解并形成镱离子氧化物化合物的材料溶入上述溶液中，制备成掺镱离子溶液的水、酸溶液(包括硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液)、乙醇溶液和丙酮溶液；然后将微孔玻璃浸入该溶液中，镱离子随溶液进入多孔玻璃。
为了提高镱离子的发光性能，在用溶液法引入镱离子同时，还可以引入Y3+、V5+和Al3+离子，这些离子的在玻璃烧结后占玻璃中的重量百分比为0.1～2wt％，既可以同时引入，也可以分别引入，引入Yb3+、Y3+、V离子、Al3+离子的上限条件是玻璃烧结后不失透。Al3+和Y3+离子的引入与镱离子同样，将铝和钇的硝酸化合物、氯化物或者乙酸化合物溶入水、酸(包括硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸)、乙醇和丙酮溶液中制备成它们的水溶液、酸溶液、乙醇溶液和丙酮溶液。V5+离子的引入是将硫酸氧矾溶入水或者是乙醇溶液中制备成它的水或者是乙醇溶液。为了让这些离子均匀地分散在多孔玻璃中，可以将这些离子以多次浸入的方式引入微孔玻璃中，每次浸入后要将微孔玻璃中放入高温炉中慢速升温到300-400℃度，其目的是让微孔玻璃干燥，使这些离子的易溶入水溶液、酸溶液和乙醇溶液的化合物充分分解，又避免微孔玻璃的开裂。
引入Yb3+和Y3+、V离子和Al3+离子之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气或者氧气中经过1000-1200℃的固相烧结，消除微孔成为密实透明的高硅氧玻璃。
实施例1
将分解后相当于0.5g的Yb2O3的1.19g分析纯的Yb(NO3)3·6H2O放入25毫升的去离子水溶液中或者是乙醇和丙酮的混合溶液中，完全溶解后，再将大小为5×5×3mm、SiO2的含量超过97％(按重量百分比wt％)的多孔玻璃放入该溶液中浸泡10分钟以上；之后，将掺有镱离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气或者氧气中经过1050-1200℃温度的固相烧结，消除微孔成为密实透明、0.5％的Yb2O3掺量并且SiO2的含量超过96.5％的高硅氧玻璃。在烧结过程中，以每分钟10℃以下的速度从室温升到950℃前后，然后，以每分钟5℃以下的速度从该温度升到1100-1200℃并在该温度保温30分钟以上后，关掉高温炉的电源，让玻璃随炉冷却。这个玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。
实施例2
将分解后相当于1.35g的Yb2O3的3.2g分析纯的Yb(NO3)3·6H2O放入25毫升的乙醇或者是乙醇和丙酮的混合溶液或者是去离子水溶液中，完全溶解后，再将大小为5×5×3mm、SiO2的含量超过97％(按重量百分比wt％)的多孔玻璃放入该溶液中浸泡10分钟以上；之后，将此微孔玻璃放入高温炉，经过250-850℃让Yb(NO3)3·6H2O充分分解后，随炉冷却。以同样的方法，将该过程重复两次。之后，将三次掺镱离子的该高硅氧微孔玻璃放入高温炉内，在空气或者氧气中经过1050-1200℃温度的固相烧结，消除微孔成为密实透明、3.7％的Yb2O3掺量并且SiO2的含量超过93.3％的高硅氧玻璃。在烧结过程中，以每分钟10℃以下的速度从室温升到950℃前后，然后，以每分钟5℃以下的速度从该温度升到1100-1200℃并在该温度保温30分钟以上后，关掉高温炉的电源，让玻璃随炉冷却。这个玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。
实施例3
将分解后相当于1.0g的Yb2O3的2.37g分析纯的Yb(NO3)3·6H2O和3.75g分析纯的Y(NO3)3·6H2O以及6.1g分析纯的Al(NO3)3·9H2O放入25毫升的1个当量的硝酸溶液中，完全溶解后，再将大小为5×5×3mm、SiO2的含量超过97％(按重量百分比wt％)的多孔玻璃放入该溶液中浸泡10分钟以上；之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气或者氧气中经过1120℃度温度的固相烧结，消除微孔成为密实透明1.0％的Yb2O3并且SiO2的含量超过94.2％的高硅氧玻璃。在烧结过程中，以每分钟10℃以下的速度从室温升到950℃。然后，以每分钟5℃以下的速度从950℃升到1120℃并在1120℃保温30分钟以上后，关掉高温炉的电源，让玻璃随炉冷却。这个玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。
实施例4
将分解后相当于1.6g的Yb2O3的3.8g分析纯的Yb(NO3)3·6H2O和4.8g分析纯的Y(NO3)3·6H2O和3.9g分析纯的VOSO4放入25毫升的去离子水溶液中，完全溶解后，再将大小为5×5×3mm、SiO2的含量超过96％(按重量百分比wt％)的多孔玻璃放入该溶液中浸泡浸泡10分钟以上；之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气中经过400℃度温度的干燥，让硝酸盐或者硫酸盐充分分解后，随炉冷却至室温。之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气或者氧气中经过1150℃度温度的固相烧结，消除微孔成为密实透明、1.5％的Yb2O3掺量并且SiO2的含量超过91.2％的高硅氧玻璃。在烧结过程中，以每分钟10℃以下的速度从室温升到950℃。然后，以每分钟5℃以下的速度从950℃升到1160℃并在1150℃保温30分钟以上后，关掉高温炉的电源，让玻璃随炉冷却。这个玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。
实施例5
将分解后相当于2.0g的Yb2O3的4.74g分析纯的Yb(NO3)3·6H2O和12.0g分析纯的Al(NO3)3·9H2O放入25毫升的一个硝酸水溶液中或者是乙醇和丙酮的混合溶液，完全溶解后，再将大小为5×5×3mm、SiO2的含量超过95％(按重量百分比wt％)的多孔玻璃放入该溶液中浸泡浸泡10分钟以上；之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气中经过400℃温度的干燥，让硝酸盐或者硫酸盐充分分解后，随炉冷却至室温。之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气或者氧气中经过1120℃度温度的固相烧结，消除微孔成为密实透明、1.9％的Yb2O3掺量并且SiO2的含量超过92.0％的高硅氧玻璃。在烧结过程中，以每分钟10℃以下的速度从室温升到950℃。然后，以每分钟5℃以下的速率从950℃升到1150℃并在1150℃保温30分钟以上后，关掉高温炉的电源，让玻璃随炉冷却。这个玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。
实施例6
将分解后相当于1.1g的Yb2O3的4.74g分析纯的Yb(NO3)3·6H2O和5.0g分析纯的Al(NO3)3·9H2O放入25毫升的一个硝酸水溶液中或者是乙醇和丙酮的混合溶液，完全溶解后，再将大小为5×5×3mm、SiO2的含量超过97％(按重量百分比wt％)的多孔玻璃放入该溶液中浸泡浸泡10分钟以上；之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气中经过400℃的干燥，让硝酸盐或者硫酸盐充分分解后，随炉冷却至室温。之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气或者氧气中经过1120℃度温度的固相烧结，消除微孔成为密实透明、1.0％的Yb2O3掺量并且SiO2的含量超过95.0％的高硅氧玻璃。在烧结过程中，以每分钟10℃以下的速率从室温升到950℃。然后，以每分钟5℃以下的速率从950℃升到1150℃并在1150℃保温30分钟以上后，关掉高温炉的电源，让玻璃随炉冷却。这个玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。
实施例7
将分解后相当于0.8g的Yb2O3的1.9g分析纯的Yb(NO3)3·6H2O和3.6g分析纯的VOSO4放入25毫升的水和乙醇混合溶液中，完全溶解后，再将大小为5×5×3mm、SiO2的含量超过98％(按重量百分比wt％)的多孔玻璃放入该溶液中浸泡浸泡10分钟以上；之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气中经过300-400℃干燥，让硝酸盐或者硫酸盐充分分解后，随炉冷却至室温。然后又将该玻璃放入将分解后相当于2.4g的Yb2O3的2.6g分析纯的Yb(NO3)3·6H2O的乙醇溶液中浸泡20分钟以上；之后，将掺有这些离子的高硅氧微孔玻璃放入高温炉，在空气或者氧气中经过1200℃度温度的固相烧结，消除微孔成为密实透明、0.77％的Yb2O3掺量并且SiO2的含量超过95.0％的高硅氧玻璃。高硅氧玻璃。在烧结过程中，以每分钟10℃以下的速度从室温升到950℃。然后，以每分钟5℃以下的速度从950℃升到1200℃，并在1150℃保温30分钟以上后，关掉高温炉的电源，让玻璃随炉冷却。这个玻璃经过精密抛光后在激光谐振腔中经980nm的激光泵浦可以发出1053nm激光。

Claims (7)

1、一种掺镱高硅氧激光玻璃，其特征在于该玻璃的组成为：
成分                含量(wt％)
SiO2               91.2～96.5
B2O3                0.8～2.0
Al2O3               1～4.5
玻璃中小孔的孔径为1.0～10纳米，小孔占玻璃体积的23～35％，玻璃小孔中含：
Yb2O3                 0.5～3.7，
Y2O3                  0.5～2.0
Y2O5                  0.5～2.0。
2、权利要求1所述的掺镱高硅氧激光玻璃的制造方法，其特征在于该玻璃的制造方法包括下列步骤：
①选取多孔高硅氧玻璃作原料，其成分是：
组成                   wt％
SiO2                  95～98
B2O3                   1～2
Al2O3                  1～3，
多孔玻璃的孔径为1.0～10纳米，小孔占玻璃的体积为23～35％；
②通过溶液的浸渍法，将Yb3+离子和Y3+、V5+、Al3+离子引入所述的多孔玻璃中；
③再经过1000-1200℃的固相烧结而成无孔透明的玻璃。
3、根据权利要求2所述的掺镱高硅氧激光玻璃的制造方法，其特征在于所述的溶液浸渍法，将Yb3+离子引入多孔玻璃中的具体方法是：将硝酸镱或者是氧化镱、氯化镱、乙酸镱在溶剂水、硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸、乙醇和丙酮溶液中完全溶解，制备成掺镱离子的水溶液、硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液、乙醇溶液和丙酮溶液；然后将微孔玻璃浸入该溶液中，镱离子随溶液进入所述的多孔玻璃。
4、根据权利要求2所述的掺镱高硅氧激光玻璃的制造方法，其特征在于所述的溶液法引入镱离子同时，还引入Y3+、V5+和Al3+离子。
5、根据权利要求4所述的掺镱高硅氧激光玻璃的制造方法，其特征在于所述的Al3+和Y3+离子的引入与镱离子的引入方法相同。
6、根据权利要求4所述的掺镱高硅氧激光玻璃的制造方法，其特征在于所述的V5+离子的引入是将硫酸氧矾溶入水或者是乙醇溶液中制备而成。
7、根据权利要求4所述的掺镱高硅氧激光玻璃的制造方法，其特征在于所述的离子是以多次浸入的方式引入微孔玻璃中的，每次浸入后要将微孔玻璃放入高温炉中慢速升温到300-400℃，使溶剂挥发。
CN 200510025279 2005-04-21 2005-04-21 掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法 Expired - Fee Related CN1291936C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200510025279 CN1291936C (zh) 2005-04-21 2005-04-21 掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200510025279 CN1291936C (zh) 2005-04-21 2005-04-21 掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1686884A CN1686884A (zh) 2005-10-26
CN1291936C true CN1291936C (zh) 2006-12-27

Family

ID=35304926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200510025279 Expired - Fee Related CN1291936C (zh) 2005-04-21 2005-04-21 掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1291936C (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7280730B2 (en) 2004-01-16 2007-10-09 Imra America, Inc. Large core holey fibers
EP1846784B1 (en) 2004-12-30 2016-07-20 Imra America, Inc. Photonic bandgap fibers
US7787729B2 (en) 2005-05-20 2010-08-31 Imra America, Inc. Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels
US7450813B2 (en) 2006-09-20 2008-11-11 Imra America, Inc. Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
JP5662151B2 (ja) 2007-09-26 2015-01-28 イムラ アメリカ インコーポレイテッド ガラス大コア光ファイバ
WO2010065788A1 (en) 2008-12-04 2010-06-10 Imra America, Inc. Highly rare-earth-doped optical fibers for fiber lasers and amplifiers

Also Published As

Publication number Publication date
CN1686884A (zh) 2005-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1291936C (zh) 掺镱高硅氧激光玻璃及其制造方法
CN100484896C (zh) 发绿光的高硅氧玻璃的制造方法
CN101531459B (zh) 一种稀土铥掺杂的铝酸盐发光玻璃及其制备方法
CN1944297A (zh) 钕镱共掺高硅氧激光玻璃的制造方法
Qiao et al. Spectroscopic properties of neodymium doped high silica glass and aluminum codoping effects on the enhancement of fluorescence emission
CN1308255C (zh) 掺铒高硅氧红外发光玻璃的制造方法
JP2007230814A (ja) 光学用希土類金属元素含有シリカガラスの製造方法
Engholm et al. Reduction of photodarkening in Yb/Al-doped fiber lasers
CN106396378A (zh) 一种Nd3+均匀掺杂石英玻璃的制备方法
CN100378020C (zh) 高硅氧发兰光玻璃的制造方法
CN1313403C (zh) 光放大用铒镱共掺多组份氧化物玻璃及其制备方法
CN1259265C (zh) 掺钕高硅氧激光玻璃的制造方法
CN1263694C (zh) 掺钕高硅氧发蓝光玻璃的制备方法
CN1278970C (zh) 掺铋高硅氧近红外宽带发光玻璃的制造方法
CN103043904B (zh) 一种长荧光寿命掺镱氟磷酸盐玻璃及其制备方法
CN112062467B (zh) 一种掺杂稀土离子Er3+锆镁硼酸盐玻璃的制备方法
CN1562833A (zh) Tm3+/Yb3+共掺重金属氧氟硅酸盐玻璃及其制备方法
CN103274597B (zh) 一种铋离子掺杂微孔分子筛制备近红外发光玻璃的方法
CN101898873B (zh) 一种掺杂稀土离子的绿色发光玻璃的制备方法
DE102013015934A1 (de) Seltenerd-dotierte Aluminosilicatgläser, insbesondere zur Verwendung als aktives Lasermaterial in Hochleistungs-Bulklasern
CN1107658C (zh) 含高价离子氧化物的掺镱硼酸盐激光玻璃
CN103496849B (zh) 一种纳米Ag增强Ho3+/Tm3+离子2μm发光玻璃及其制备方法
CN100378021C (zh) 高硅氧发红光玻璃的制造方法
Chen et al. Fluorescence properties and laser demonstrations of Nd-doped high silica glasses prepared by sintering nanoporous glass
CN102211871A (zh) 镱铋共掺无碱硼磷酸盐光学玻璃及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20061227

Termination date: 20110421