[发明专利]一种激光吸收剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土激光材料技术领域，涉及一种激光吸收剂及其制备方法，尤其涉及一种对1.54μm和1.57μm激光吸收材料及其制备方法。

背景技术

激光的使用现在越来越广泛，由于激光的能量高，方向性好，因此会对人的眼睛、皮肤造成伤害，也会对仪器造成损伤。目前常用的激光光束主要是1.06μm，10.6μm，0.54μm，1.54μm，1.57μm等波长，因而针对这些波长的激光，使用激光吸收剂进行针对性的吸收是有必要的。

随着研究者对稀土元素的不断认识和研究，稀土元素已经在光学材料、磁性材料、电子材料、生物材料、核材料等方面有着独特的应用。三价稀土离子的组态能级数可达3400个以上，正是因为稀土离子的能级数很多，所以它能吸收多种对应的光谱，其中某些离子的特征吸收就是与常用的激光波段相对应。稀土材料因其独特的性能和丰富的能级，吸引了大批研究者的关注，利用其能级的跃迁来达到对特定波长激光的吸收是目前重要的研究内容。目前研究比较多的稀土体系有：含钐体系的激光吸收剂、钇体系的激光吸收剂。

其中含钐体系在1.06μm处有比较好的吸收，因此是一种很好的针对1.06μm激光的激光吸收剂。如SmBO₃，有研究者用溶胶凝胶燃烧法或者固相法等方法制备得到硼酸钐粉体(He Wei,Zhang Jing,WANG Lixi,Zhang Qitu.Preparation and Properties of Nano-crystal SmBO₃by Nitrate-citrate Sol-gel Combustion Method[J].Journal Of Rare Earths.)，测试结果表明：其在1.06μm处的光谱反射率低至0.6％。

以上报道的是钐体系激光吸收剂的制备和性能，其主要是对于1.06μm激光的吸收。目前，对于1.54μm和1.57μm激光的吸收剂没有相关的报道。目前1.54μm和1.57μm的激光主要是应用于探测当中，并且由于1.54μm和1.57μm激光的穿透性要优于1.06μm激光，因此其使用率也在逐渐增大，发明针对1.54μm和1.57μm激光的激光吸收剂是有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供了一种激光吸收剂，本发明的另一目的是提供上述激光吸收剂的制备方法。

本发明的技术方案为：由于对1.54μm和1.57μm激光的吸收剂研究较少，本发明提出以铒离子作为一种基质离子，其特征跃迁吸收大约处在1.5μm处，采用固相煅烧法制备出一种对1.54μm和1.57μm激光有较好吸收的硫氧化铒粉体，其化学元素组成为：Er₂O₂S。

本发明的具体技术方案为：一种激光吸收剂，其特征在于其原料组份及各组份占原料总量的摩尔百分比如下：Er₂O₃ 11.1～20.0％、S 80.0～80.9％。

本发明还提供了上述激光吸收剂的制备方法，其具体步骤如下：

(1)按照原料组份及各组份占原料总量的摩尔百分比为Er₂O₃ 11.1～20.0％、S 80.0～80.9％的比例称取原料Er₂O₃和S，再称取烧结助剂，烧结助剂的摩尔量为Er₂O₃摩尔量的1.5～3倍；

(2)将称好的原料混合置于球磨罐里，加入研磨球和球磨介质；其中研磨球的级配为大球：中球：小球的重量比为(10～20):(55～65):(20～30)，球：料：球磨介质的质量比为(2～4):(0.5～1.5):(0.5～1.5)，球磨8～12小时，转速为300～500r/min，使原料充分混合；

(3)原料混合好后，置于蒸发皿中，在烘箱中烘干，烘干后充分研磨；

(4)将研磨好的原料装入带盖的套氧化铝坩埚中，在两坩埚的间隙填充满氧化铝粉末并且压实；

(5)将装有混合原料的坩埚在900～1200摄氏度下煅烧，保温时间2～4h；

(6)煅烧后的产物置于烧杯中，用热去离子水洗涤，抽滤；

(7)将洗涤后的产物置于恒温鼓风干燥箱中烘干，得到激光吸收剂。

上述所需原料都是分析纯及以上，铒源为氧化铒(或者铒盐，通过氧化途径参与制备)；硫源为升华硫；