[发明专利]一种磷酸盐激光钕玻璃及其制备方法

说明书

本发明提出了一种磷酸盐激光钕玻璃及其制备方法，属于玻璃技术领域，组成成分的摩尔百分比组成包括：P₂O₅ 50‑65mol％；Al₂O₃ 3‑10mol％；R₂O 15‑30mol％，其中R为Li、Na、K中的一种或多种，且K₂O含量不小于15mol％；MO 6‑30mol％，其中M为Mg、Ba中的一种或多种，且BaO含量不小于6mol％；Re₂O₃ 0.05‑2mol％，其中Re为Nd、Y、La中的一种，且Nd₂O₃含量不小于0.05mol％；Nb₂O₅ 0.2‑1.5mol％；Sb₂O₃ 0‑1mol％。本发明制得的玻璃的热光系数不大于‑5×10^‑7/℃、受激发射截面不小于3.8×10^‑20cm²，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及玻璃技术领域，具体涉及一种磷酸盐激光钕玻璃及其制备方法。

背景技术

磷酸盐玻璃由于其声子能量适中、对稀土离子溶解度高、稀土离子在磷酸盐基质玻璃中的光谱性能优良、对铂金离子的溶解度高、非线性系数小,成为大型激光装置中广泛使用的激光玻璃介质。钕离子在可见近红外区吸收峰多，宜采用氙灯等宽谱光源进行泵浦，且钕离子为四能级系统，常用作激光增益介质的激活离子。磷酸盐激光钕玻璃是一种以钕离子作为激活离子的磷酸盐玻璃，被广泛应用于各类激光系统。

由于在磷酸盐激光钕玻璃中存在量子亏损、激发态吸收、浓度淬灭等物理过程,一部分泵浦能量转化为热能并沉积在介质内部,致使介质温度升高，这使得激光材料内部产生了温度梯度、热应力和热应变,因而产生一系列热效应。以磷酸盐激光钕玻璃为增益介质的激光系统重复频率运行更会造成热效应的累积，热的存在会导致激光钕玻璃瞬时折射率变化，形成光程差，进而导致波前畸变。

激光通过放大器后光程差发生变化是主要由三方面的原因引起:第一是激光介质由于热膨胀产生端面形变；第二是由于热光效应导致钕玻璃片的折射率发生变化；第三是应变引起的双折射效应。在增益介质中，热导致的波前畸变是上述三种影响因素的综合效应。其中端面形变以及应力双折射导致的光程变化对温度的导数多为正值，而热光效应导致的光程对温度的导数(热光系数)有正有负。因此，可通过设计热光系数为负值的材料来降低热畸变效应。而目前常用的磷酸盐激光钕玻璃热光系数多为正值，如N31型激光钕玻璃热光系数为14×10^-7/℃，导致激光系统输出光束的光束质量恶化。

发明内容

本发明的目的在于提出一种磷酸盐激光钕玻璃及其制备方法，所述玻璃的热光系数不大于-5×10^-7/℃、受激发射截面不小于3.8×10^-20cm²，具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种磷酸盐激光钕玻璃，组成成分的摩尔百分比组成包括：

P₂O₅ 50-65mol％；

Al₂O₃ 3-10mol％；

R₂O 15-30mol％，其中R为Li、Na、K中的一种或多种，且K₂O含量不小于15mol％；

MO 6-30mol％，其中M为Mg、Ba中的一种或多种，且BaO含量不小于6mol％；

Re₂O₃ 0.05-2mol％，其中Re为Nd、Y、La中的一种，且Nd₂O₃含量不小于0.05mol％；