[发明专利]一种氟化物玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氟化物玻璃及其制备方法，氟化物玻璃包括摩尔百分比为16％～70％的ZrF₄、13％～32％的BaF₂、5％～18％的MF、0％～14％的MeF₂和0％～28％的MfF₃，其中，M为Na、Li中的一种或两种，Me为Zn、Mg、Ca中的一种或多种，Mf为Al、La中的一种或两种。本发明的氟化物玻璃的低成本，适用于在近紫外到中红外波段的光学窗口。本发明所得玻璃截止波长大于6um，成玻璃性能好，适合制备红外激光光纤和光纤放大器基质玻璃及其他光学材料。本发明获得玻璃具有良好的成玻璃性能，良好的化学稳定性，理论损耗低，适合制备低损耗氟化物光纤和掺杂光纤的基质。

技术领域

本发明属于玻璃领域，更具体地，涉及一种氟化物玻璃及其制备方法。

背景技术

以氟化物为主要材料的玻璃光纤相较于传统的光纤具有更宽的光谱的范围(0.2-7um)，和较好的中红外光学透过率，这意味着能在光纤通信的系统中获得更大的带宽；此外，氟化物玻璃具有低折射率、高阿贝数和低非线性折射率，是理想的光窗材料和超低损耗红外光纤材料，具有较大的应用价值。这样的氟化物玻璃所拉出的光纤，能承载更大的光带宽，同时由于其极低的理论损耗极限(0.001dB/km)，在长距离的光纤通信，尤其是越洋通信中有着广泛的应用前景。此外，由于其在红外波段的高透过性，在红外探测领域也极具潜力。

由于工艺和技术上的原因，目前的氟化物玻璃制备普遍使用多种氟化物，同时还要添加La、Ce等稀有元素；另一方面，人们为了降低环境中OH根基团对氟化物玻璃透过性的影响，一般多借助真空操作箱或通过等辅助气氛的方式来保持玻璃熔制过程中的干燥、无氧环境，这无疑增加了制备氟化物玻璃的成本和难度。目前的氟化物玻璃化学稳定性低、理论损耗高以及成本高。

由此可见，现有的氟化物玻璃存在化学稳定性低、理论损耗高以及成本高的技术问题，现有的氟化物玻璃的制备方法存在难以经济、高效的制备出高透过率的氟化物玻璃的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种氟化物玻璃及其制备方法，由此解决现有的氟化物玻璃存在化学稳定性低、理论损耗高以及成本高的技术问题，并且解决了现有的氟化物玻璃的制备方法存在难以经济、高效的制备出高透过率的氟化物玻璃的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种氟化物玻璃，包括摩尔百分比为16％～70％的ZrF₄、13％～32％的BaF₂、5％～18％的MF、0％～14％的MeF₂和0％～28％的MfF₃，其中，M为Na、Li中的一种或两种，Me为Zn、Mg、Ca中的一种或多种，Mf为Al、La中的一种或两种。

进一步的，BaF₂的摩尔百分比为x，20％≤x≤32％，ZrF₄的摩尔百分比为2x±y，且0％≤y≤40％。

进一步的，BaF₂的摩尔百分比为x，20％≤x≤25％，ZrF₄的摩尔百分比为2x±y，且0％≤y≤40％，MF的摩尔百分比为5％～8％，MeF₂的摩尔百分比为4％～14％，MfF₃的摩尔百分比为3％～8％。

进一步的，氟化物玻璃的摩尔百分比优选为：48％ZrF₄、24％BaF₂、8％NaF、14％ZnF₂和6％AlF₃。

进一步的，氟化物玻璃的摩尔百分比优选为：58％ZrF₄、28％BaF₂、8％NaF、6％AlF₃或者60％ZrF₄、30％BaF₂、10％NaF。