掺铒铋酸盐玻璃及其制备方法技术

一种掺铒铋酸盐玻璃及其制备方法，该玻璃的摩尔百分比组成为：Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］：２０－８０ｍｏｌ％，ＰｂＯ：１０－７０ｍｏｌ％，ＢａＯ＋Ｍ↓［２］Ｏ（Ｍ为Ｌｉ或者Ｎａ）：７－２０ｍｏｌ％，Ｙｂ↓［２］Ｏ↓［３］：２．５ｍｏｌ％，Ｅｒ↓［２］Ｏ↓［３］：０．５ｍｏｌ％。经测试证明：该玻璃稳定性参数ΔＴ≥８５℃、ΔＴ↓［ｍａｘ］＝１９０℃，并且具有很强的上转换红绿光输出，说明该玻璃是一种良好的上转换材料。

Erbium doped bismuth silicate glass and preparation method thereof

An erbium-doped bismuth glass and its preparation method, molar ratio of the glass composition is: Bi: 2 O: 3: 2080mol%, PbO:1070mol%, BaOM: 2 O (M, Li or Na): 720mol%, Yb: 2 O: 3: 2.5mol% here, Er 2 O: 3: 0.5mol%. The test shows that the glass stability parameters of more than 85 DEG C, Delta T Delta T: max = 190 DEG C, and has a strong red upconversion output, indicating that the glass is a kind of good conversion material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及掺铒铋酸盐玻璃，尤其是一种。
技术介绍
掺铒材料上转换发光在彩色显示、光存储、光电子以及医疗诊断方面有着巨大的应用前景，近些年来受到广泛研究。与晶体材料相比，玻璃材料便于加工成光波导和光纤，因而成为一种极具竞争力的基质材料，参见在先技术P.V.dos Santos，M.V.D.Vermelho，E.A.Gouveia，Efficientenergy upconversion emission in Tm3+/Yb3+-codoped TeO2-based opticalglasses excited at 1.064μm，Appl.Phys.Lett.，90(2001)6550-6552。影响上转换发光效率的主要因素是基质材料的最大声子能，最大声子能越小，非辐射弛豫速率就越小，上转换效率也就越高。在氧化物玻璃中，最大声子能由低到高的排序为铋酸盐玻璃＜碲酸盐玻璃＜硅酸盐玻璃＜磷酸盐玻璃＜硼酸盐玻璃。因而铋酸盐玻璃的上转换发光效率远高于碲酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃和硼酸盐玻璃。参见在先技术I.V.Kityk，J.Wasylak，J.Kucharski，PbO-Bi2O3-Ga2O3-BaO-Dy3+glasses for IRluminescence，J.Non-Cryst.Solids 297(2002)285-289。此外，铋酸盐玻璃具有很高的机械强度、热稳定性和化学稳定性，能够满足实际应用的要求，参见在先技术S.Q.Man，E.Y.B.Pun，P.S.Chung.Upconversionluminescence of Er3+in alkali bismuth gallate glasses，Appl.Phys.Lett.，77(2000)483-485)。因而，探索新型掺铒铋酸盐玻璃很有实际意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种。该玻璃具有高转变温度、高稳定性和强的上转换发光。该玻璃可以作为一种良好的上转换基质材料。本专利技术的技术解决方案如下一种掺铒铋酸盐玻璃，其组成如下玻璃组分 摩尔百分比(mol％)Bi2O320-80PbO 10-70BaO+M2O7-20Yb2O3 2.5Er2O3 0.5其中M为Li或者Na本专利技术铋酸盐玻璃的具体制备方法，包括如下步骤①按玻璃组成的摩尔百分比(mol％)计算出玻璃的重量百分比，然后称取原料，混合均匀；②将混合料放入铂金坩埚中，置于900～1000℃的硅炭棒电炉中熔融，熔制时间控制在20～30min；③玻璃熔融后，降温至850～950℃，通入高纯氧气除水，通气时间决定于原料的多少； ④停止通氧气，将玻璃液升温到900～1000℃进行澄清和均化，然后将玻璃液倒入预热的模具中；⑤快速将玻璃放入已升温至转变温度(Tg)的马弗炉中，保温2小时后，以15℃/小时的速度退火至150℃左右，然后再以20℃/小时的速度退火至80℃后，关闭马弗炉，降温至室温。经实验证明本专利技术掺铒铋酸盐玻璃具有高的转变温度、高的稳定性。在60mW的激光泵浦下就可以获得很强的上转换红绿光输出。该玻璃可以作为一种良好的上转换基质材料。附图说明图1为本专利技术掺铒铋酸盐玻璃的上转换图。具体实施例方式本专利技术铋酸盐玻璃的7个具体实施例如表1所示表1组分(mol％)1#2#3#4#5#6#7#Bi2O380 70 6050 30 40 20PbO10 10 3027 50 47 70BaO+M2O 7 17 7 20 17 10 7Yb2O32.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5Er2O3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5Tg(℃) 390 400 398 456 375 382 385Tx(℃) 475 490 499 565 480 482 575ΔT(℃)85 90 101 109 105 100 190注M为Li或者Na；Tg，Tx分别是玻璃转变温度和析晶起始温度，ΔT＝Tx-Tg下面说明实施例的制备方法。实施例1#组成如表1中1#所示，具体制备方法包括下列步骤①按玻璃组成的摩尔百分比(mol％)计算出玻璃的重量百分比，然后称取原料，混合均匀；②将混合料放入铂金坩埚中，置于1000℃的硅炭棒电炉中熔融，根据原料的多少决定熔制时间的长短；③玻璃熔融后，降温至950℃，通入高纯氧气除水，通气时间决定于原料的多少；④停止通氧气，将玻璃液升温到1000℃进行澄清和均化，其时间亦取决于原料的多少，然后将玻璃液倒入预热的模具中；⑤快速将玻璃放入已升温至390℃的马弗炉中，保温2小时后，以15℃/小时的速度退火至150℃左右，然后再以20℃/小时的速度退火至80℃后，关闭马弗炉，降温至室温对该玻璃的测试结果如下取退火后的10毫克的样品，用玛瑙研钵研成很细的粉末，进行差热分析。测得的Tg为390℃，Tx为475℃。根据以上两个特征温度可以计算出ΔT为85℃。把退火后的样品加工成六面抛光的3毫米厚的玻璃片，测试上转换光谱，发现在60mW的激光泵浦下就可以获得很强的上转换红绿光输出。实施例2#组成如表1中2#所示，具体制备方法包括下列步骤①按玻璃组成的摩尔百分比(mol％)计算出玻璃的重量百分比，然后称取原料，混合均匀；②将混合料放入铂金坩埚中，置于1000℃的硅炭棒电炉中熔融，根据原料的多少决定熔制时间的长短； ③玻璃熔融后，降温至950℃，通入高纯氧气除水，通气时间决定于原料的多少；④停止通氧气，将玻璃液升温到1000℃进行澄清和均化，其时间亦取决于原料的多少，然后将玻璃液倒入预热的模具中；⑤快速将玻璃放入已升温至400℃的马弗炉中，保温2小时后，以15℃/小时的速度退火至150℃左右，然后再以20℃/小时的速度退火至80℃后，关闭马弗炉，降温至室温；对该玻璃的测试结果如下取退火后的10毫克的样品，用玛瑙研钵研成很细的粉末，进行差热分析。测得的Tg为400℃，Tx为490℃。根据以上两个特征温度可以计算出ΔT为90℃。把退火后的样品加工成六面抛光的3毫米厚的玻璃片，测试上转换光谱，发现在60mW的激光泵浦下就可以获得很强的上转换红绿光输出。实施例3#组成如表1中3#所示，具体制备方法包括下列步骤①按玻璃组成的摩尔百分比(mol％)计算出玻璃的重量百分比，然后称取原料，混合均匀；②将混合料放入铂金坩埚中，置于1000℃的硅炭棒电炉中熔融，根据原料的多少决定熔制时间的长短；③玻璃熔融后，降温至950℃，通入高纯氧气除水，通气时间决定于原料的多少；④停止通氧气，将玻璃液升温到1000℃进行澄清和均化，其时间亦取决于原料的多少，然后将玻璃液倒入预热的模具中；⑤快速将玻璃放入已升温至398℃的马弗炉中，保温2小时后，以15℃/小时的速度退火至150℃左右，然后再以20℃/小时的速度退火至80℃后，关闭马弗炉，降温至室温；对该玻璃的测试结果如下取退火后的10毫克的样品，用玛瑙研钵研成很细的粉末，进行差热分析。测得的Tg为398℃，Tx为499℃。根据以上两个特征温度可以计算出ΔT为101℃。把退火后的样品加工成六面抛光的3毫米厚的玻璃片，测试上转换光谱，发现在60mW的激光泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺铒铋酸盐玻璃，其特征在于它的组成如下：玻璃组分摩尔百分比（ｍｏｌ％）Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］２０－８０ＰｂＯ１０－７０ＢａＯ＋Ｍ↓［２］Ｏ７－２０Ｙｂ↓［２］Ｏ↓［３］：２．５ Ｅｒ↓［２］Ｏ↓［３］：０．５其中：Ｍ为Ｌｉ或者Ｎａ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪涛，温磊，胡丽丽，张丽艳，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]