[0034] 表1
[0035]
[0036]
[0037] 实施例1:
[0038] 按照表1的配方,计算出相应的各组分的重量,称取各原料并混合均匀;将混合料放入铂金坩埚中于900℃的硅碳棒电炉中熔化20分钟得到熔融的玻璃液,在玻璃熔制过程中始终通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分。除去水分的玻璃液经均化澄清后,快速浇注到已预热至360℃的模具中,然后迅速放入已升温至410℃的马弗炉中,保温2小时;再以10℃/小时的速率将马弗炉降至100℃,然后关闭马弗炉,降温至室温,得到退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃。
[0039] 把退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃加工成10×20×1毫米的玻璃片并抛光,在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱。由图1可知,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃在1W激光泵浦下,可以获得中心波长在2.7μm的发光。
[0040] 取上述退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃,用玛瑙研钵磨成细粉末状,进行差热分析(DSC)测试。本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的玻璃化转变温度Tg为409℃、析晶起始温度Tx为577℃、抗析晶参数ΔT(ΔT=Tx-Tg)为168℃。
[0041] 实施例2:
[0042] 按照表1的配方,计算出相应的各组分的重量,称取各原料并混合均匀;将混合料放入铂金坩埚中于950℃的硅碳棒电炉中熔化15分钟得到熔融的玻璃液,在玻璃熔制过程中始终通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分。除去水分的玻璃液经均化澄清后,快速浇注到已预热至370℃的模具中,然后迅速放入已升温至420℃的马弗炉中,保温3小时,再以10℃/小时的速率降至100℃,然后关闭马弗炉,降温至室温,得到退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃。
[0043] 取上述退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃,用玛瑙研钵磨成细粉末状,进行差热分析(DSC)测试。本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的DSC曲线如图2所示。由图2可知,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的玻璃化转变温度Tg为419℃、析晶起始温度Tx为585℃、抗析晶参数ΔT(ΔT=Tx-Tg)为166℃。
[0044] 把退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃加工成10×20×1毫米的玻璃片并抛光,在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱。由图3可发现,在0.5W激光泵浦下,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃可以获得中心波长在2.7μm的发光。
[0045] 由图4可知,高频振动带向低频振动带轻微迁移,各峰值强度均有所削弱,并且高-1频峰强度削弱的最为明显,如在1053cm 附近的振动峰。这表明,实施例2以NaCl替代实施例1中的NaF后,玻璃的最大声子振动能量降低,这样更有利于获得高效的2.7μm的发光。
[0046] 图5为实施例2与实施例1在1W的激光泵浦下测试得到的荧光光谱图,从图5中可以看出在相同功率1W泵浦下,实施例2的发光强度明显高于实施例1的发光强度。
[0047] 本实施例制备得到的氟卤磷酸盐激光玻璃透明,根据差热分析(DSC)测试,发现抗析晶性能好(ΔT=166℃)。根据光谱测试,在980nm半导体激光器泵浦下获得很强的2.7μm处的发光,适用于3μm激光玻璃与光纤材料的制备及应用。
[0048] 实施例3:
[0049] 按照表1的配方,计算出相应的各组分的重量,称取各原料并混合均匀;将混合料放入铂金坩埚中于1000℃的硅碳棒电炉中熔化18分钟得到熔融的玻璃液,在玻璃熔制过程中始终通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分。除去水分的玻璃液经均化澄清后,快速浇注到已预热至370℃的模具中,然后迅速放入已升温至425℃的马弗炉中,保温3小时,再以9℃/小时的速率降至110℃,然后关闭马弗炉,降温至室温,得到退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃。
[0050] 把退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃加工成10×20×1毫米的玻璃片并抛光,在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱,发现在0.5W激光泵浦下,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃可以获得中心波长在2.7μm的发光。图6为本实施例所得铒铽掺杂氟卤磷酸盐激光玻璃中稀土离子能量转移与传统可获得3μm波段发光的铒7 3
铥、铒镨共掺时能量转移对比示意图。由于铽(Tb)的 F0能级、镨离子(Pr)的 F3,4能级、
3 4 4
铥离子(Tm)的 F4能级与铒(Er)离子的 I13/2能级间隔较小,铒离子的 I13/2能级的能量可
7 3 3
以传递给Tb:F0能级、Pr:F3,4能级、Tm:F4能级,从而削弱了3μm发光下能级的能量,有利
4 3
于粒子数反转。但是镨离子(Pr)的 G1能级、铥离子(Tm)的 H5能级同时可以削弱铒(Er)
4
离子的 I11/2能级,不利于3μm发光。而从图6中可以观察到,铽(Tb)不存在与铒(Er)离
4
子的 I11/2能级邻近的能级,所以铽(Tb)不影响3μm发光上能级粒子数。因此铒铽共掺可以实现高效3μm波段的发光。
[0051] 取上述退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃,用玛瑙研钵磨成细粉末状,进行差热分析(DSC)测试。本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的玻璃化转变温度Tg为427℃、析晶起始温度Tx为567℃、抗析晶参数ΔT(ΔT=Tx-Tg)为140℃。
[0052] 实施例4:
[0053] 按照表1的配方,计算出相应的各组分的重量,称取各原料并混合均匀;将混合料放入铂金坩埚中于950℃的硅碳棒电炉中熔化20分钟得到熔融的玻璃液,在玻璃熔制过程中始终通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分。除去水分的玻璃液经均化澄清后,快速浇注到已预热至350℃的模具中,然后迅速放入已升温至420℃的马弗炉中,保温2.5小时,再以11℃/小时的速率降至105℃,然后关闭马弗炉,降温至室温,得到退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃。
[0054] 把退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃加工成10×20×1毫米的玻璃片并抛光,在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱,发现在0.5W激光泵浦下,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃可以获得中心波长在2.7μm的发光。
[0055] 取上述退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃,用玛瑙研钵磨成细粉末状,进行差热分析(DSC)测试。本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的玻璃化转变温度Tg为421℃、析晶起始温度Tx为566℃、抗析晶参数ΔT(ΔT=Tx-Tg)为145℃。
[0056] 实施例5:
[0057] 按照表1的配方,计算出相应的各组分的重量,称取各原料并混合均匀;将混合料放入铂金坩埚中于900℃的硅碳棒电炉中熔化20分钟得到熔融的玻璃液,在玻璃熔制过程中始终通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分。除去水分的玻璃液经均化澄清后,快速浇注到未预热的模具中,不经历退火过程,在空气中自然冷却至室温。
[0058] 把未退火的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃加工成10×20×1毫米的玻璃片并抛光,在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱,发现在60mW激光泵浦下,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃可以获得中心波长在2.7μm的发光。
[0059] 取未退火的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃,用玛瑙研钵磨成细粉末状,进行差热分析(DSC)测试。本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的玻璃化转变温度Tg为423℃、析晶起始温度Tx为555℃、抗析晶参数ΔT(ΔT=Tx-Tg)为132℃。
[0060] 实施例6:
[0061] 按照表1的配方,计算出相应的各组分的重量,称取各原料并混合均匀;将混合料放入铂金坩埚中于980℃的硅碳棒电炉中熔化20分钟得到熔融的玻璃液,在玻璃熔制过程中始终通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分。除去水分的玻璃液经均化澄清后,快速浇注到已预热至350℃的模具中,然后迅速放入已升温至410℃的马弗炉中,保温2.5小时,再以11℃/小时的速率降至100℃,然后关闭马弗炉,降温至室温,得到退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃。
[0062] 把退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃加工成10×20×1毫米的玻璃片并抛光,在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱,发现在0.5W激光泵浦下,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃可以获得中心波长在2.7μm的发光。
[0063] 取上述退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃,用玛瑙研钵磨成细粉末状,进行差热分析(DSC)测试。本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的玻璃化转变温度Tg为411℃、析晶起始温度Tx为540℃、抗析晶参数ΔT(ΔT=Tx-Tg)为129℃。
[0064] 实施例7:
[0065] 按照表1的配方,计算出相应的各组分的重量,称取各原料并混合均匀;将混合料放入铂金坩埚中于1000℃的硅碳棒电炉中熔化20分钟得到熔融的玻璃液,在玻璃熔制过程中始终通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分。除去水分的玻璃液经均化澄清后,快速浇注到已预热至370℃的模具中,然后迅速放入已升温至430℃的马弗炉中,保温2.5小时,再以11℃/小时的速率降至100℃,然后关闭马弗炉,降温至室温,得到退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃。
[0066] 把退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐玻璃加工成10×20×1毫米的玻璃片并抛光,在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱,发现在0.5W激光泵浦下,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃可以获得中心波长在2.7μm的发光。
[0067] 取上述退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃,用玛瑙研钵磨成细粉末状,进行差热分析(DSC)测试。本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的玻璃化转变温度Tg为431℃、析晶起始温度Tx为577℃、抗析晶参数ΔT(ΔT=Tx-Tg)为146℃。
[0068] 实施例8:
[0069] 按照表1的配方,计算出相应的各组分的重量,称取各原料并混合均匀;将混合料放入铂金坩埚中于980℃的硅碳棒电炉中熔化20分钟得到熔融的玻璃液,在玻璃熔制过程中始终通入高纯氧气进行气氛保护以除去玻璃液中的水分。除去水分的玻璃液经均化澄清后,快速浇注到已预热至350℃的模具中,然后迅速放入已升温至420℃的马弗炉中,保温2小时,再以10℃/小时的速率降至100℃,然后关闭马弗炉,降温至室温,得到退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃。
[0070] 把退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃加工成10×20×1毫米的玻璃片并抛光,在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱,发现在0.5W激光泵浦下,本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃可以获得中心波长在2.7μm的发光。
[0071] 取上述退火后的铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃,用玛瑙研钵磨成细粉末状,进行差热分析(DSC)测试。本实施例所得铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃的玻璃化转变温度Tg为420℃、析晶起始温度Tx为558℃、抗析晶参数ΔT(ΔT=Tx-Tg)为138℃。
[0072] 通过本发明制备的氟卤磷酸盐激光玻璃,经过综合测试表明:玻璃透明,抗析晶性能好,ΔT参数均大于129℃。在980nm半导体激光器泵浦下,可以获得很强的3μm波段附近的发光。铒铽共掺氟卤磷酸盐激光玻璃适用于3μm激光玻璃与光纤材料的制备及应用。