[发明专利]一种透明胶体激光介质及其制备方法

权利要求书

1.一种透明胶体激光介质的制备方法，其特征在于依次包括以下工艺步骤：

（1）制备稀土激活离子掺杂稀土纳米晶

在含有溶剂和表面活性剂的混合溶液中加入稀土盐，搅拌10～30分钟；随后加入氟盐得复合溶液，调节其pH值6～9，搅拌10～60分钟；再将复合溶液转移到水热釜中，在160～230℃下反应6～36小时；加入乙醇或环己烷收集沉淀，离心分离，于60℃的烘箱中干燥24小时，即制得稀土激活离子掺杂稀土纳米晶；

（2）除去掺杂稀土纳米晶表面活性剂

在室温下将步骤 （1）制得的稀土激活离子掺杂稀土纳米晶以0.2g/L ～2.0g/L的浓度分散在甲醇和氯仿中得混合溶液，将所述混合溶液缓慢滴加到酸性或碱性氯仿溶液中，超声振荡4～8小时，在真空条件下除去多余甲醇和氯仿，除去掺杂稀土纳米晶表面的活性剂； 

（3）利用有机配体敏化掺杂稀土纳米晶

将步骤（2）除去表面活性剂的掺杂稀土纳米晶加入到含有机配体的乙醇溶液中敏化，在60～140℃温度条件下回流2 ～8小时，反应完成后旋蒸除去多余乙醇；

（4）透明胶体激光介质的获得

用乙醇和去离子水将步骤（3）反应后的掺杂稀土纳米晶反复洗涤三次，在60℃的烘箱中干燥48小时，再将干燥后的掺杂稀土纳米晶粉末分散在重水或氘代的有机介质中，即获得透明胶体激光介质。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述稀土盐为稀土硝酸盐或稀土氯化物，所述氟盐为氟化钠、或氟化氨、或二氟化氢氨；所制备的稀土激活离子掺杂稀土纳米晶为镧、铈、镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的氟化物；或氧化物；或磷酸盐；或钒酸盐，或氟化物纳盐。 

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述稀土激活离子为钕、或铕、或钬、或铒、或铥、或稀土激活离子对；所述稀土激活离子对为镱/镝、或镱/钬、或镱/铒、或镱/铥；所述稀土激活离子用量占总稀土离子物质量的百分比为1～25%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述有机配体为苯甲酸、或环庚三烯酚酮、或六硝基二苯胺、或β-二酮类，所述β-二酮类为乙酰基丙酮、或邻菲罗啉、或联吡啶、或三氟乙酰丙酮。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述氘代有机介质为氘代甲醇、或氘代丙酮、或氘代N,N-二甲基甲酰胺、或氘代二甲亚砜。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述溶剂为去离子水、甲醇、或乙醇、或乙二醇、或二乙二醇、或十八烯；所述表面活性剂为聚乙烯亚胺、或聚乙烯吡咯烷酮、或聚丙烯酸、或油酸、或柠檬酸、或乙二胺四乙酸、或十六甲基三甲基溴化铵。

7.一种权利要求1-6任一项所制备的透明胶体激光介质构建的流体激光器，其特征在于包括半导体激光器泵浦源（1），第一透镜（2），第二透镜（3），平凹镜（4），激光介质循环系统（5），平平镜（6）；所述半导体激光器泵浦源（1）输出的激光，经过第一透镜（2）和第二透镜（3）所组成的4f系统准直后入射到激光介质循环系统（5），由平凹镜（4）和平平镜（6）组成激光谐振腔，平凹镜（4）为输入镜，平平镜（6）为输出镜。

8.根据权利要求7所述透明胶体激光介质构建的流体激光器，其特征在于所述激光介质循环系统（5）由激光介质固定装置（7）、连接法兰（8）、软管（9）、透明胶体储液箱（10）和循环泵（11）组成；所述激光介质固定装置（7）通过连接法兰（8）与软管（9）连接，软管（9）与透明胶体储液箱（10）连接，透明胶体储液箱（10）通过循环泵（11）将箱内的透明胶体注入激光介质固定装置（7）中，并使透明胶体发生循环流动。

9.根据权利要求7或8所述透明胶体激光介质构建的流体激光器，其特征在于所述激光介质固定装置（7）由第一镀膜钛宝石圆片（12）和第二镀膜钛宝石片（14）、导管（13）、铜圆片（15）和密封圈（16）构成；第一镀膜钛宝石圆片（12）和第二镀膜钛宝石圆片（14）通过密封圈（16）分开，其两者之间形成微腔，导管（9）与铜圆片（15）密封连接。