Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩЕЕ ГЕЛЬНОЕ КВАРЦЕВОЕ СТЕКЛО(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(72) Авторы Семченко Алина Валентиновна Бойко Андрей Андреевич Мельниченко Игорь Михайлович Подденежный Евгений Николаевич Малашкевич Георгий Ефимович Гайшун Владимир Евгеньевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(57) Люминесцирующее гельное кварцевое стекло, содержащее 23, - и 2, отличающееся тем, что его компоненты взяты при следующих соотношениях, мас.23 0,05-1,0 5391 1 Изобретение относится к оптическим материалам, в частности к составам оптических стекол, полученных золь-гель методом, которые могут использоваться в качестве люминофоров и активных сред волоконных лазеров. Известно люминесцирующее гельное кварцевое стекло, содержащее оксид самария(23), диоксид кремния (2) и ионы гидроксила ОН- 1. Известное стекло помимо оксида самария (1,5 мас. ), ионов гидроксила (0,19 мас. ) и оксида кремния (96,81 мас. ) содержит 1,5 мас.оксида калия (К 2 О). Известное стекло имеет высокий квантовый выход люминесценции, однако присутствие оксида калия уменьшает долю квантов люминесценции, приходящихся на наиболее интенсивный переход 45/26 Н 9/2 (650 нм), а большое количество ОН- приводит к вспениванию стекла при вытягивании волокна, что ограничивает возможность применения данного стекла в качестве активных содержащих сред в волоконных лазерах. Наиболее близким к заявляемому является люминесцирующее гельное кварцевое стекло, содержащее оксид самария (23) и диоксид кремния (2) 2. Известное стекло содержит в основном оксид самария (1,5 мас. ) и кремния (98,26-98,31 мас. ) и небольшое количество примесей, преимущественно ионов гидроксила (0,19-0,24 мас. ),представляющих собой структурно связанную с матрицей воду. Известное стекло имеет высокий квантовый выход люминесценции. Количество ионов гидроксила не может быть уменьшено, поскольку обусловлено технологией получения стекла. Высокое содержание ионов гидроксила (0,19-0,24 мас. ) приводит к вспениванию стекла при нагреве до температуры Т 1200 С, что является препятствием для получения оптического волокна из данного стекла. Кроме того, высокое содержание 23 повышает вероятность возникновения светорассеивания, обусловленного кластеризацией, что приводит к росту коэффициента неактивных потерь и также ограничивает возможность использования известного стекла в качестве активной среды. Предлагается изобретение, обеспечивающее получение люминесцирующего гельного кварцевого стекла, обладающего высоким квантовым выходом люминесценции и большой долей квантов, излучаемых в спектральном диапазоне 645-660 нм. Технический эффект изобретения заключается в обеспечении возможности использования стекла в качестве активной среды волоконных лазеров. Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что в люминесцирующем кварцевом стекле, содержащем 2 О 3, ОН- и 2, компоненты взяты при следующем соотношении (мас. ) 23 0,051,0 ОН- 0,0010,010 2 - остальное. Предлагается люминесцирующее гельное кварцевое стекло, имеющее высокий квантовый выход люминесценции, хорошие оптические свойства, необходимые для применения его в качестве активной среды волоконных лазеров, и имеющее меньшее содержание ионов гидроксила, чем известное. Уменьшение содержания 23 менее нижнего предела приводит к снижению коэффициента усиления до значения меньшего, чем значение коэффициента неактивных потерь, что ограничивает применение стекла в качестве активной среды, а увеличение концентрации 23 более верхнего предела повышает потери в стекле вследствие светорассеивания, обусловленного кластеризацией. Увеличение содержания ионов гидроксила ОН- в стекле до значения более 0,01 мас.приводит к вспениванию стекла при вытягивании волокна, а уменьшение ионов гидроксила менее 0,001 мас.ограничивается особенностями метода получения стекла и требует разработки специальных технологий. Уменьшение содержания ионов гидроксила положительно влияет на оптические свойства стекла и на возможность получения качественного оптического волокна как активной среды волоконного лазера. Заявляемое стекло получали золь-гель методом. В качестве исходного сырья использовали тетраэтилортосиликат (ТЭОС), аморфный тонкодисперсный кремнезем (2),хлорид самария шестиводный (2362) марок ХЧ и ОСЧ. Для получения золя к 180 мл ТЭОСа приливали 100 мл 0,01 соляной кислоты и проводили гидролиз указанных 2 5391 1 компонентов в течение 1 ч при механическом перемешивании (при комнатной температуре). Далее в полученный золь добавляли 45 г аэросила марки А-300 и подвергали ультразвуковой обработке в течение 2-2,5 ч. Полученный золь-коллоид превращали в гель введением слабого основания (например, 0,05 водного раствора аммиака), разливали смесь в закрывающиеся формы и выдерживали до образования геля. Полученные заготовки геля сушили на воздухе, далее прокаливали во фторсодержащей атмосфере, затем пропитывали гели в растворах хлорида самария различной концентрации. Полученные заготовки сушили на воздухе и спекали в атмосфере гелия при температуре 1300 С до получения прозрачного кварцевого стекла. Заявляемые составы стекол и их свойства приведены в таблице. Состав,мас. Отношение коэффиСветорассеивациента предельного ние на усиления к коэффи 652 нм, см-1 циенту потерь 1,2 0,01 10,5 0,01 12,5 0,01 На фигуре приведен спектр люминесценции (кривая 1,400 нм) и спектр ее возбуждения (кривая 2,650 нм) заявляемого гельного кварцевого стекла (состав 2). Таким образом, видно, что заявляемое стекло имеет высокий квантовый выход люминесценции при возбуждении в области короче 575 нм и большую долю квантов, излучаемых в спектральном диапазоне 645-660 нм (15500-15150 см-1), низкое содержание ионов гидроксила и слабое светорассеяние, что обеспечивает ему преимущества при использовании в качестве активной среды волоконных лазеров и в качестве люминофора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

МПК / Метки

МПК: C03C 4/12, C03C 3/06

Метки: стекло, гельное, кварцевое, люминесцирующее

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-5391-lyuminesciruyushhee-gelnoe-kvarcevoe-steklo.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Люминесцирующее гельное кварцевое стекло</a>

Похожие патенты