透红外的氧氟化物玻璃

摘要

一种透红外的氧氟化物玻璃，其特征是在AlF3－MeF2－MF3氟化物玻璃组分中加入TeO2或亚碲酸盐，它的组成范围如下：组份mol％TeO2：3～50，AlF3：20～55，MgF2+CaF2+SrF2+BaF2：25～60，LaF3+YbF3+YF3：0～40。本发明的玻璃组成具有更好地成玻璃性能，适宜制作大尺寸材料。具有良好的近紫外到中红外波段的透过率。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种透红外的氧氟化物玻璃，是一种含二氧化碲(或亚碲酸盐)的氟铝酸盐玻璃的化学组成。其特点是在近紫外到中红外波段有很高的透过，并具有高的抗失透本领，可制成大尺寸的光学材料。

背景技术：

氟铝酸盐玻璃是传统的氟化物玻璃之一，其在0.3～5μm波段具有高的透过，还具有低折射、低色散、高的化学稳定性等一系列优异的物理化学性能。但这类氟化物玻璃易于析晶，不易于获得大尺寸的材料，限制其实际应用的范围。1985年，胡和方等获得了成玻璃性能较好的MgF₂-SrF₂-CaF₂-BaF₂-YF₃-AlF₃系统多组分氟铝酸盐玻璃(参见硅酸盐学报，1985，13：402-407)。Seddon和Cardoso对上述玻璃改进后，得到直径20-30mm，厚度数毫米的几乎不析晶的玻璃圆片(参见Phys.Chem.Glasses，1994，35(3)：137-144；J.Non-Cryst.Solids，1993，161：56-59)。Yasui等研究了多种氧化物对组成55AlF₃-35CaF₂-10BaF₂的氟铝酸盐玻璃成玻璃性能的影响，认为TeO₂的引入有助于改善氟铝酸盐玻璃的抗失透性能(参见J.Non-Cryst.Solid，1992，140：130-133)，但上述文献中给出的玻璃的抗失透性能仍没有得到根本的改善。难以获得厚度大于1cm的大尺寸氟铝酸盐玻璃。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种具有高透过率的透红外的氧氟化物玻璃，以适用于在近紫外到中红外波段的光学窗口。

本发明所得玻璃截止波长大于6μm，玻璃声子能量低，成玻璃性能好，适合制备红外激光光纤和光纤放大器基质玻璃及其他光学材料。

本发明获得玻璃具有良好的成玻璃性能，良好的化学稳定性，理论损耗低，适合制备低损耗氟化物光纤和掺杂光纤的基质。

本发明的基本思想是在多组分氟化物中加入氧化碲或亚碲酸盐和其他性能改良化合物，获得大尺寸、近紫外到中红外波段高透过率、OH基含量低、化学稳定性良好的玻璃。该系统关键在于在多组分氟化物中引入TeO₂或亚碲酸盐，同时对各个组分、成分进行合理调整，极大提高了其成玻璃性能。

本发明具体的技术解决方案如下：

一种透红外的氧氟化物玻璃，其特征是在AlF₃-MeF₂-ME₃氟化物玻璃组分中加入TeO₂或亚碲酸盐

其中：Me为Mg、Ca、Sr、Ba的混合物，M为La、Yb、Y中一种或几种。

所述的透红外的氧氟化物玻璃，其特征在于它的组成范围如下：

组份                              mol％

TeO₂：                           3～50，

AlF₃：                           20～55，

MgF₂+CaF₂+SrF₂+BaF₂：        25～60，

LaF₃+-YbF₃+YE₃：              0～40。

所述玻璃还含有如下作为修改性能用的成分中的一种或几种：LaF₃、YbF₃、YF₃，含量之和不大于40。

上述的透红外的氧氟化物玻璃更好的玻璃组成范围如下：

组份                              mol％

TeO₂：                           5～25，

AlF₃：                           25～45，

MgF₂+CaF₂+SrF₂+BaF₂：        30～50，

LaF₃+YbF₃+YF₃：               5～15。

本发明经试验，获得了200×200×20mm的大块玻璃，0.5～5um透过率大于87％(6mm)，化学稳定性好。

附图说明

图1分别为纯氟铝玻璃(AF)和本发明所得玻璃(AFT)的差热(“DTA”)升温、降温曲线。

图2是本发明所获得的大尺寸玻璃在近紫外到中红外波段的透过率，样品厚度为6mm。

具体实施方式：

下表中列举了本发明六个实施例的玻璃化学组成及其所对应的玻璃特征温度。其中转变温度Tg，析晶开始温度Tx，析晶峰值温度Tp，熔化温度Tm。

  TeO₂ AlF₃          MF₃                  Me  YF₃  YbF₃  LaF₃   CaF₂   BaF₂   MgF₂   SrF₂    1  5  32  15  0    0    18    10    10    10    2  40  30  0  0    3    10    5    7    5    3  15  40  0  0    0    15    10    10    10    4  15  25  10  10    15    10    5    5    5    5  25  25  8  0    4    15    8    8    7    6  25  23  8  4    0    12    8    8    7    Tg    Tx    Tp    Tm    1    426    534    564    646    2    433    569    602    649    3    427    544    576    730    4    426    555    593    713    5    420    571    610    725    6    418    570    605    720

图1分别为纯氟铝玻璃(AF)和本发明所得玻璃(AFT)的差热(“DTA”)升温、降温曲线。1-1为AF升温曲线1-2为AF降温曲线；2-1为AFT升温曲线；2-2为AFT降温曲线。比较1-2与2-2可以看出，纯氟铝玻璃在升温和熔体降温过程中有明显的析晶峰。而本发明所获得玻璃在升温过程中的析晶峰变得平坦，熔体降温过程中无明显析晶峰，也就表明本发明得玻璃组成具有更好得成玻璃性能，适宜制作大尺寸材料。

图2是本发明所获得的大尺寸玻璃在近紫外到中红外波段的透过率曲线，样品厚度为6mm。由图可见，本发明的透红外的氧氟化物玻璃的具有良好的近紫外到中红外波段的透过率。