專利名稱：系列稀土硼酸鹽激光玻璃及其制備方法和用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及激光玻璃領域，尤其是涉及可以應用于固體激光器工作 物質的系列硼酸鹽玻璃、其生長方法以及用途。
背景技術：
氧化物玻璃于上個世紀首次成功地應用于激光領域，目前在光通訊、 上轉換激光、發光及非線性光學等領域中受到廣泛關注。其中，硼酸鹽 體系玻璃是一類適宜稀土和過渡族離子摻雜且穩定的基質材料，并且具 有合成溫度低、易于制備和加工等優點，具有很高的科研和實用價值。 因此，稀土硼酸鹽玻璃日漸成為人們研究的焦點。中國科學院物理研究
所晶體生長組在2004年報道了一系列同構的粉末相的硼酸鹽化合物，參 閱文獻Li, X. Z.; Wang, C.; Chen, X. L.; Li, H.; Jia, L. S.; Wu, L.; Du Y. X.; Xu， Y. P. Inorg. Chem. 2004, 43, 8555。隨后對這一系列中的ErBa3B90!8化 合物和Er^Yb3a3B90,8((Xx〈)新化合物進行了晶體生長和發光性質研 究，發現它是一種有應用前景的激光晶體，參閱專利200710098764.9 及200810118266.0。但是晶體生長工藝比較復雜，因此尋找易于制備的、 低成本的激光工作物質是十分必要的。
發明內容
本發明提供了系列ReBa3B9018，或Rei.xRe，xBa3B9O18(0<x<l; Re ， Re， 為La, Ce之外的稀土元素)激光玻璃。
本發明提供的系列ReBa3B9018，或Rei.xRe，xBa3B9O18(0<x<l; Re ， Re，
3為La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃易于加工、不溶于水且不潮解。 其中，系列ReBa3B9018，或ReLxRe，xBa3B90i8((Xx〈1; Re ， Re，為La,
Ce之外的稀土元素)激光玻璃的尺寸可以是任意大小。
本發明的另一目的是提供系列ReBa3B9018，或Rei.xRe'xBa3B9018
(0<x<l; Re ， Re，為La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃的制備方法。
本發明提供了一種系列ReBa3B9018，或Rei.xRe，xBa3B9O18(0<x<l; Re
Re，為La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃的制備方法，該方法采用熔體自
然冷卻法。具體包括以下步驟
1) 將1^203， BaC03和H3B03按摩爾比1: 3: 9.1混合均勻，或者將 Re203， Re，203, BaC03和H3B03按摩爾比(l-x): x: 3: 9.1混合均勻，(Re ， Re， 為La， Ce之外的稀土元素)其中0<x<l;
2) 在馬弗爐中，將混合的原料在80(TC-90(rC下多次燒結，即第一 次燒結后，從爐中取出，研磨均勻，再次燒結，再取出研磨均勻，如此 反復若干次，得到ReBa3B9018 (Re為La， Ce之外的稀土元素)或者 Re"Re，xBa3B90,8((Xx〈l; Re ， Re，為La， Ce之外的稀土元素)的純料，
3) 將合成的純料分別在坩堝中熔化，熔化溫度為100(TC-110(TC， 并將熔體升溫超過熔化溫度30-5(TC并保溫，待熔體充分熔化后降回到溶 體熔化溫度，并保持熔化狀態；
4) 讓熔體隨爐自然冷卻，得到系列ReBa3B9018 (Re為La， Ce之外 的稀土元素)或者Re"xRe， xBa3B9O18(0<x<l; Re , Re，為La， Ce之外的 稀土元素)激光玻璃。
進一步，不需要迅速降溫，關閉晶體生長爐電源，隨爐自然冷卻就能 得到大塊的完整的激光玻璃。
本發明的系列ReBa3B9018，或Re^Re， xBa3B9O18(0<x<l; Re , Re， 為La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃具有良好的光學、機械和導熱性能，較高的化學穩定性，而且易于制備。所述玻璃有良好的光學均勻性。該
系列稀土硼酸鹽玻璃可以作為固體激光器的工作物質，而且Yb或者Yb 與La， Ce之外的其它稀土元素共摻的玻璃能很好地與目前的半導體激光 二極管相泵浦而輸出固體激光。
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步地描述其中，
附圖1為NdBa3B90,8粉體的X射線衍射附圖2為NdBa3B9C^玻璃照片；
附圖3為SmBa3B90w玻璃照片；
附圖4為Ybo.o2Ero.98Ba3B9C^玻璃照片；
附圖5為Yb(u ￡".983389018玻璃照片；
附圖6為Yb。.9Er(uBa3B90!8玻璃照片；
附圖7為Ybo.o2Ero.9sBa3B9Ch8玻璃的差熱曲線；
附圖8為SmBa3B9C^玻璃的光致發光譜(激發波長403納米)。
具體實施例方式
實施例l:系列ReBa3B90,8(Re為La， Ce之外的稀土元素)激光玻璃的制 備方法
將Re203， BaC03和H3B03按摩爾比1: 3: 9.1混合均勻(Re ,為La， Ce 之外的稀土元素)；在馬弗爐中，將混合的原料在80(TC-卯(TC下多次燒結， 即第一次燒結后，拿出來，再次均勻研磨，并再次燒結，如此反復若 干次，得到ReBa3B9018 (Re為La， Ce之外的稀土元素)的純料；將合成 的純料分別在坩堝中熔化，熔化溫度為1000°C-1100°C，并將熔體升溫超 過熔化溫度30-5(TC并保溫，待熔體充分熔化后降回到溶體熔化溫度，并保持熔化狀態；讓熔體隨爐自然冷卻，得到系列ReBa3B9018 (Re為La，
Ce之外的稀土元素)激光玻璃。
實施例2:系列Re^Re，xBa3B90i8((Kx〈l; Re,Re，為La， Ce之外的稀土
元素)激光玻璃的制備方法
將1^203， Re，203, BaC03和H3B03按摩爾比(l-x): x: 3: 9.1混合均勻 (Re ， Re，為La， Ce之外的稀土元素)其中0<x<l;在馬弗爐中，將混合的原 料在80(TC-90(TC下多次燒結，g口第一次燒結后，拿出來，再次均勻研 磨，并再次燒結，如此反復若干次，得到Re^Re'xBa3B9Ch8((Kx〈l; Re ， Re， 為La， Ce之外的稀土元素)的純料；將合成的純料分別在坩堝中熔化， 熔化溫度為1000°C-1100°C，并將熔體升溫超過熔化溫度30-50'C并保溫， 待熔體充分熔化后降回到溶體熔化溫度，并保持熔化狀態；讓熔體隨爐 自然冷卻，得到系列Re^Re，xBa3B90,8((Kx〈1; Re ， Re，為La， Ce之外的 稀土元素)激光玻璃。
權利要求
1、系列稀土硼酸鹽激光玻璃，其化學式為ReBa3B9O18或者Re1-xRe’xBa3B9O18，其中，0<x<1；Re，Re’為La，Ce之外的稀土元素。
2、 上述權利要求1中所述的系列ReBa3B9Ch8或者ReLxRe，xBa3B90w 激光玻璃的制備方法，其中，0<x<l; Re ， Re，為La， Ce之外的稀土元素， 包括以下步驟-1) 將1^203, BaC03和H3B03按摩爾比1: 3: 9.1混合均勻，或者將 Re203, Re，203， BaC03禾B H3B03按摩爾比(l-x): x: 3: 9.1混合均勻；2) 在馬弗爐中，將混合的原料在80(TC-卯(rC下多次燒結，即第一 次燒結后，從爐中取出，研磨均勻，再次燒結，再取出研磨均勻，如此 反復若干次，得到ReBa3B90！8或者Rei-xRe，xBa3B9018的純料；3) 將合成的純料分別在坩堝中熔化，熔化溫度為100(TC-110(TC， 并將熔體升溫超過熔化溫度30-5(TC并保溫，待熔體充分熔化后降回到溶 體熔化溫度，并保持熔化狀態；4) 關閉電源，讓熔體隨爐自然冷卻，得到系列ReBa3B9C^或者 Rei.xRe，xBa3B9018激光玻璃。
3、 如權利要求1中所述的系列ReBa3B90,8或者Rei.xRe'xBa3B9018 激光玻璃的用途，其中，0<x<l; Re，Re，為La， Ce之外的稀土元素，所 述玻璃用于固體激光器的工作物質。
全文摘要
系列稀土硼酸鹽激光玻璃，其化學式為ReBa<sub>3</sub>B<sub>9</sub>O<sub>18</sub>(Re為La，Ce之外的稀土元素)或者Re<sub>1-x</sub>Re’<sub>x</sub>Ba<sub>3</sub>B<sub>9</sub>O<sub>18</sub>(0＜x＜1；Re，Re’為La，Ce之外的稀土元素)，可以根據需要，兩種稀土元素任意互摻。該系列稀土硼酸鹽激光玻璃在制造工藝上簡單，光學均勻性高，有良好機械和導熱性能，膨脹系數較低，不溶于水，不潮解，易于加工。同時可以滿足任意大尺寸的要求，適合制作激光工作物質。
文檔編號C03C3/12GK101519273SQ20091008155
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月13日 優先權日2009年4月13日
發明者軍 劉, 王皖燕, 許燕萍, 陳小龍 申請人:中國科學院物理研究所