[发明专利]光存储玻璃及其制备方法和光存储设备

说明书

本发明提供了一种光存储玻璃及其制备方法和光存储设备，所述光存储玻璃的基质材料为氧化锌(ZnO)、五氧化二磷(P₂O₅)和二氧化硅(SiO₂)，掺杂元素为Mn，所述光存储玻璃的各组分的摩尔百分比为：30‑70mol％的氧化锌、10‑50mol％的五氧化二磷、10‑40mol％的二氧化硅和0.1‑5mol％的氧化锰；通过将氧化锌、磷酸二氢铵、二氧化硅和碳酸锰原料研磨、混合均匀后装入坩埚，放入高温炉中进行熔制，并在1300‑1500℃的熔融温度下保温1h；将熔制后得到的熔体压片成型，在400‑500℃下退火30min，制得光存储玻璃。相较于现有技术，本发明所制备的光存储玻璃具有良好的热稳定性和化学稳定性，且陷阱深度和陷阱浓度较好，可实现光信息存储并用于制备光存储器件。

技术领域

本发明涉及一种光存储玻璃及其制备方法和光存储设备，属于光信息存储技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，光信息存储凭借着高效率和高容量逐渐成为了目前存储技术领域的研究重点。电子俘获发光是一种利用高能光子将激发态电子束缚在基体材料陷阱中，再利用低能光子的激发来释放束缚电子的光学现象。从原理上讲，电子俘获发光属于长余辉发光，主要包括电子的激发、离域化、导带中传输、电子俘获和释放、电子空穴对复合发光等光电子过程。电子俘获型光学存储的原理是被光子照射的区域为二进制码中的“1”，未被光子照射的位置为“0”，实现编码。当低能光子照射时，仅“1”编码位置对应的陷阱释放出俘获的电子，给出对应信号，实现信息的读取。相比于传统的存储技术，该存储技术具有存储密度较高(约10¹²bit/cm²)、纳秒级读写速度、读写擦除次数大于10⁸次的长使用寿命，读写波长可以调节等优点。

目前在世界范围内研究较多的电子俘获材料主要为硫化物、卤化物和氧化物等粉体材料，但其在高能量激光长时间反复照射下，易发生老化，而且与其他设备结合较困难，使用环境受到了限制。而目前研究玻璃陶瓷类电子俘获材料的比较少，由于玻璃材料在电子俘获光存储上有其独特的优势：均匀透明、稳定性强以及各向同性；此外荧光微晶玻璃中包含荧光微晶发光中心和玻璃基质晶体场环境，具有成本低廉，制备方法简单，热稳定好的特点。选择热稳定性高和发光性能好的荧光微晶玻璃是未来电子俘获型光存储材料的方向。

有鉴于此，确有必要提出一种光存储玻璃及其制备方法和光存储设备，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光存储玻璃及其制备方法和光存储设备，以实现光信息存储。

为实现上述目的，本发明提供了一种光存储玻璃，用于存储光信息，所述光存储玻璃的基质材料为氧化锌(ZnO)、五氧化二磷(P₂O₅)和二氧化硅(SiO₂)，掺杂元素为Mn，所述光存储玻璃的各组分的摩尔百分比为：30-70mol％的氧化锌、10-50mol％的五氧化二磷、10-40mol％的二氧化硅和0.1-5mol％的氧化锰。

可选的，所述光存储玻璃的各组分的摩尔百分比具体为：70mol％的氧化锌、10mol％的五氧化二磷、20mol％的二氧化硅和0.1mol％的氧化锰。

为实现上述目的，本发明还提供了一种光存储玻璃的制备方法，用于制备如上所述的光存储玻璃，主要包括以下步骤：

步骤1、按摩尔百分比称量氧化锌、磷酸二氢铵、二氧化硅和碳酸锰原料，并进行研磨；

步骤2、研磨、混合均匀后装入坩埚，放入高温炉中进行熔制，并在1300-1500℃的熔融温度下保温1h；

步骤3、将熔制后得到的熔体压片成型，在400-500℃下退火30min，制得光存储玻璃。

可选的，步骤1中，使用玛瑙研钵对各个原料进行研磨。