[发明专利]铒镱双掺氧化镧镥激光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了铒镱双掺氧化镧镥激光材料，其特征在于，包括式(Ⅰ)所示的结构：Er_2x,Yb_2y:(La_0.1Lu_0.9‑x‑y)₂O₃(Ⅰ)；其中，0.01≤x≤0.09，0.01≤y≤0.07。本发明公开了铒镱双掺氧化镧镥激光材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一、称取Er₂O₃、Yb₂O₃、La₂O₃、Lu₂O₃溶于硝酸后恒温加热得到混合溶液，在混合溶液中加入燃烧剂后，再加入分散剂，待完全溶解后调节pH至7，继续恒温加热逐渐脱水得到凝胶；步骤二、将所述凝胶干燥后进行研磨和煅烧，煅烧之后再进行研磨得到纳米粉体；步骤三、在所述纳米粉体中加入烧结助剂和无水乙醇后进行搅拌、烘干和研磨得到预处理粉体；步骤四、将所述预处理粉体进行压制得到素坯后，再冷等静压得到坯体；步骤五、将所述坯体进行恒温真空烧结得到所述激光材料。

技术领域

本发明涉及激光材料，具体涉及铒镱双掺氧化镧镥激光材料及其制备方法。

背景技术

固体激光材料是固体激光器的核心，广泛应用于军事、工业、医疗和生活中。目前固体激光材料主要有单晶、玻璃和透明陶瓷，其中透明激光陶瓷不仅具有与单晶材料相似的物理化学性质和光谱性质，而且形状容易控制，可以做到稀土离子的高浓度均匀掺杂，起到进一步改善材料发光性能的目的。因此，透明激光陶瓷的研究具有重要意义。

Lu₂O₃作为一种常用的激光材料的基质材料，具有易于实现稀土离子掺杂，稳定的物理化学性能、很高的热导率等优点。但Lu₂O₃熔点为2467℃，使得制备氧化镥单晶的工艺要求很高。研究发现，在Lu₂O₃基质中掺入La₂O₃可以降低陶瓷的烧结温度，减少陶瓷中气孔对光的散射，可以提高陶瓷透过率和发光性能，降低生产成本。此外，Lu³⁺的半径(0.0861nm)和Yb³⁺的半径(0.0858nm)十分接近，掺入Yb³⁺作为敏化剂后，以Lu₂O₃为基质的材料在高浓度掺杂时具有更好的稳定性。Er³⁺的能级非常丰富，并且Er³⁺从⁴I_13/2跃迁到⁴I_15/2能级，产生1.5-1.6μm波长的荧光。此波段的光对人眼无害，是一种安全的激光。

发明内容

本发明设计开发了铒镱双掺氧化镧镥激光材料，本发明的发明目的之一是提供陶瓷晶界清晰、表面平整、无明显气孔以及在可见光区透光率良好的激光材料。

本发明的发明目的之二是解决现有技术中氧化镥上转换发光材料发光强度低，无法进行高浓度掺杂的问题。

本发明设计开发了铒镱双掺氧化镧镥激光材料的制备方法，本发明的发明目的是提供一种制备陶瓷晶界清晰、表面平整、无明显气孔以及在可见光区透光率良好的激光材料的方法。

本发明提供的技术方案为：

铒镱双掺氧化镧镥激光材料，包括式(Ⅰ)所示的结构：

Er_2x,Yb_2y:(La_0.1Lu_0.9-x-y)₂O₃ (Ⅰ)；

其中，0.01≤x≤0.09，0.01≤y≤0.07。

优选的是，0.07≤x≤0.09，0.05≤y≤0.07。