一种镨掺杂离子交换铝锗酸盐玻璃波导的制备方法

摘要

本发明公开了一种镨离子掺杂的铝锗酸盐玻璃波导的制备方法，该方法首先熔制镨掺杂铝锗酸盐玻璃，加工成玻璃基片后，在玻璃基片表面蒸镀铝膜，然后采用微加工技术和湿化学腐蚀法在玻璃基片表面打开8～50μm宽的离子交换窗口；最后将其浸没在硝酸钾熔盐或硝酸银与硝酸钾的混合熔盐中进行离子交换，洗去玻璃基片表面残留的熔盐和铝膜，抛光后获得镨掺杂离子交换铝锗酸盐玻璃波导。本发明解决了氧化物玻璃光波导声子能量高，无法获得稀土离子有效辐射跃迁的问题，并首次实现了镨离子在可见波长范围连续的放大自发辐射荧光。该发明在微创光动力癌症治疗、激光、通讯、照明等领域均有良好的应用前景。

主权项

一种镨掺杂离子交换铝锗酸盐玻璃波导的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：（1）熔制镨掺杂铝锗酸盐玻璃：首先，按照碳酸钠：氧化镁：氧化铝：氧化锗＝(20～25):(0～5):(20～25):(50～55)的摩尔比例称取基质原料，然后称取占基质原料总质量0.1～1%的氧化镨（Pr6O11），将称取的基质原料和氧化镨混合均匀得到混合料；然后，将所得混合料依次分别在800～850℃、900～950℃、1000～1050℃、1100～1150℃、1200～1250℃、1500～1550℃条件下保温4～6小时，然后自然冷却至室温，再升温至1550～1600℃保温4～6小时得到熔融的玻璃液；将熔融的玻璃液经过预热的模具中成型，成型后的玻璃在550℃下退火2小时，自然冷却至室温后制得镨掺杂铝锗酸盐玻璃；（2）将步骤（1）制备的镨掺杂铝锗酸盐玻璃进行预处理后，然后加工成所需尺寸的镨掺杂铝锗酸盐玻璃基片；（3）将制备的玻璃基片经清洗后，采用热蒸镀法，在玻璃基片表面蒸镀厚度150～200nm的铝膜，然后采用微加工技术和湿化学腐蚀法在玻璃基片表面打开8～50μm宽的离子交换窗口；（4）将步骤（3）制得的具有离子交换窗口的玻璃基片浸没在硝酸钾熔盐或硝酸银与硝酸钾的混合熔盐中进行离子交换2～6小时，离子交换后取出玻璃基片，自然冷却至室温，用去离子水洗去玻璃基片表面残留的熔盐，再洗净玻璃基片表面的铝膜，抛光后获得镨掺杂离子交换铝锗酸盐玻璃波导。