[发明专利]一种低羟基氟碲酸盐红外光学玻璃及其制备方法

说明书

本发明涉及一种红外光学玻璃，具体涉及一种低羟基氟碲酸盐光学玻璃及其制备方法，其目的是解决现有氟碲酸盐红外光学玻璃不能同时满足较高的玻璃化转变温度、良好的热稳定性和化学稳定性，以及较低的羟基吸收系数要求的技术问题。该光学玻璃及其制备方法，通过在碲酸盐玻璃中添加BaF₂或/和LaF₃，降低了碲酸盐玻璃的羟基吸收，通过在玻璃中引入高熔点的La₂O₃和La₂(CO₃)₃中的一种或两种，改善了碲酸盐玻璃的热稳定性和化学稳定性，以及抗激光损伤阈值等，使其适用于2～4μm中红外光纤激光器的增益介质或激光传输介质。该方法通过对反应前的各原料进行预处理、玻璃熔制过程进行气氛保护等除羟基方法，得到了低羟基氟碲酸盐玻璃。

技术领域

本发明涉及一种红外光学玻璃，具体涉及一种低羟基氟碲酸盐红外光学玻璃及其制备方法。

背景技术

2～4μm波段位于大气透明窗口波段，其在空气中传播时受到分子散射的影响小，因而具有较强的穿透能力。而且，这一波段也覆盖了众多原子与分子的吸收峰，并且处于大多数探测器的工作波段，所以该波段激光在大气通讯、激光雷达、激光测距、光电对抗及医疗领域，都具有重要的应用价值和前景。目前利用2～4μm波段的中红外激光技术已成为国内外广泛研究的热点。

碲酸盐光学玻璃具有较低的声子能量、较好的玻璃形成能力、良好的机械性能及化学稳定性、较宽的光谱透过范围，以及较高的折射率(～2.0)，其高折射率和低声子能量，有助于降低稀土离子的非辐射跃迁几率和提高稀土离子的发射截面，进而有利于稀土离子发光效率的进一步提高。另外，与传统的硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃和硼酸盐玻璃相比，碲酸盐玻璃具有更低的声子能量和更宽的红外光透过范围；与氟化物和硫系玻璃相比，碲酸盐玻璃具有更好的机械性能和化学稳定性，因而在激光玻璃和光纤激光器领域中均具有重要的应用前景。

中国专利CN102557436A中公开了一种中红外无水碲酸盐玻璃及其制备方法，涉及的玻璃为TeO₂-ZnF₂-NaO/NaF玻璃(TZN玻璃)，虽然该玻璃实现了较好的除羟基效果，但是根据文献(Optical Materials,2011,33,1661-1666)报道，TZN玻璃的玻璃化转变温度Tg较低，一般在300℃左右。

中国专利CN108863053A中公开了一种钼碲酸盐玻璃及其制备方法，涉及的玻璃为TeO₂-ZnO-MoO₃玻璃，该玻璃也存在玻璃化转变温度低(Tg＝358℃)的缺点，这就意味着其被拉制成光纤之后的激光损伤阈值较低，且其羟基吸收系数偏高，达2.89cm^-1。

而中国专利CN107162413A中公开了一种氟碲酸盐玻璃及其制备方法，涉及的玻璃为TeO₂-BaO-ZnO-ZnF₂玻璃，其羟基吸收系数偏高，为～0.18cm^-1。

因此，亟需制备一种具有较高玻璃化转变温度、较低羟基吸收系数，同时具备良好的热稳定性和化学稳定性的碲酸盐玻璃体系，这种碲酸盐玻璃体系对于工作波段位于2～4μm的高增益有源玻璃光纤、光纤激光器以及无源传输光纤的实现，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有氟碲酸盐红外光学玻璃不能同时满足较高的玻璃化转变温度、较低的羟基吸收系数、良好的热稳定性和化学稳定性要求的技术问题，提供一种低羟基氟碲酸盐红外光学玻璃及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种低羟基氟碲酸盐红外光学玻璃，其特殊之处在于，各原料按摩尔百分比分别为：

且BaF₂与LaF₃的摩尔百分比之和不少于5％。