一種包邊激光玻璃的制備方法及激光放大器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種包邊激光玻璃的制備方法以及一種玻璃激光放大器。所述包邊激光玻璃的制備方法包括以下步驟：步驟1，將光學(xué)膠與吸收材料混合均勻，制備吸收膠；步驟2，將吸收膠涂覆在激光玻璃的表面，形成涂覆層，所述涂覆層經(jīng)固化處理后形成包邊激光玻璃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：激光玻璃包邊玻璃在1053nm處的透過(guò)率為0%，界面反射率小于0.5%，與激光玻璃折射率差小于0.05，界面強(qiáng)度大于8MPa。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種包邊激光玻璃的制備方法及激光放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及釹磷酸鹽玻璃激光放大器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種包邊激光玻璃的制備方法，以及包括用本發(fā)明方法制得的包邊激光玻璃的玻璃激光放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]以釹磷酸鹽玻璃為工作介質(zhì)的固體激光放大器由于功率高、容易聚焦，成為慣性約束核聚變激光驅(qū)動(dòng)器的首選材料。慣性約束核聚變中應(yīng)用的激光器件要求材料具有高的增益系數(shù)(受激發(fā)射截面與熒光壽命之積)和低的非線性折射率。隨著激光功率的不斷提高，激光放大器的口徑也不斷的增加，隨之帶來(lái)了嚴(yán)重的自發(fā)輻射放大和寄生振蕩效應(yīng)。自發(fā)輻射放大效應(yīng)是指當(dāng)激光增益介質(zhì)處于反轉(zhuǎn)激發(fā)狀態(tài)時(shí)，對(duì)自發(fā)輻射的放大效應(yīng)，它是介于激光與熒光之間的一種過(guò)渡狀態(tài)。在激光泵浦過(guò)程中，激光器中的激活離子吸收泵浦能量，發(fā)生由基態(tài)向激發(fā)態(tài)的躍遷，于是在激光能級(jí)之間形成了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，使能量在亞穩(wěn)態(tài)上實(shí)現(xiàn)有效的積累。然而自發(fā)輻射會(huì)造成反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的減少，使部分能量以熒光的形式損失。寄生振蕩是指當(dāng)自發(fā)輻射光通過(guò)激光增益介質(zhì)時(shí)，會(huì)在其邊緣之間發(fā)生多次反射，一旦多次反射后的光線與初始發(fā)出的光線方向相同(或者相差180° )而且二者完全重合，就會(huì)形成一條閉合的回路，產(chǎn)生振蕩效應(yīng)。
[0003]自發(fā)輻射放大和寄生振蕩效應(yīng)的產(chǎn)生會(huì)使激光增益介質(zhì)的能量受到嚴(yán)重的損失，造成增益的下降和增益均勻性的破壞。因此，自發(fā)輻射放大和寄生振蕩是實(shí)現(xiàn)固體激光放大器高能輸出所必須克服的問(wèn)題。
[0004]目前抑制和消除寄生振蕩最為有效的方法為包邊法，即在垂直于光路方向的激光玻璃側(cè)面配以吸收介質(zhì)。包邊分為“軟包邊”和“硬包邊”，軟包邊是采用有機(jī)粘結(jié)劑將包邊材料與激光玻璃粘結(jié)在一起；硬包邊`是將熔融態(tài)的玻璃液直接澆注在高溫片狀激光玻璃周邊或者采用粉末燒結(jié)法在激光玻璃表面涂覆吸收層，然后高溫?zé)Y(jié)。
[0005]但是，無(wú)論是軟包邊還是硬包邊都存在無(wú)法克服的問(wèn)題。硬包邊的吸收層與基體激光玻璃很難實(shí)現(xiàn)折射率的高度匹配，因此會(huì)產(chǎn)生界面反射；另外，硬包邊界面屬于熱熔界面，在溫度交替過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，因此使用壽命和可靠性較低。軟包邊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及包邊玻璃、有機(jī)粘結(jié)劑、激光玻璃三種材料，因此三者之間的折射率匹配更加困難、制造工序復(fù)雜、成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提出一種包邊激光玻璃的制備方法，以克服制備過(guò)程中激光玻璃與包邊材料折射率匹配困難、制造工序復(fù)雜、成本較高的問(wèn)題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種包邊激光玻璃的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]步驟I，將光學(xué)膠與吸收材料混合均勻，制備吸收膠；
[0009]步驟2，將吸收膠涂覆在激光玻璃的表面，形成涂覆層，所述涂覆層經(jīng)固化處理后形成包邊激光玻璃。
[0010]如上所述的包邊激光玻璃的制備方法，進(jìn)一步，所述光學(xué)膠為環(huán)氧樹(shù)脂型光學(xué)膠，折射率為1.54~1.56，與玻璃的粘接強(qiáng)度大于8MPa，在1053nm處的透過(guò)率大于90%。
[0011]如上所述的包邊激光玻璃的制備方法，進(jìn)一步，所述的吸收材料為碳粉、氧化銅粉和氧化鐵粉中的一種或幾種，所述吸收材料的粒度小于lOOnm。
[0012]如上所述的包邊激光玻璃的制備方法，進(jìn)一步，每100重量份光學(xué)膠中加入8~16重量份的吸收材料。
[0013]如上所述的包邊激光玻璃的制備方法，進(jìn)一步，所述涂覆層的厚度為5~10mm。
[0014]如上所述的包邊激光玻璃的制備方法，進(jìn)一步，步驟2中所述的固化處理具體為:首先將涂覆有涂覆層的激光玻璃置于室溫條件下進(jìn)行常溫固化，固化周期為20~30小時(shí)，然后將其放置于烘箱中進(jìn)行高溫固化，固化溫度為50~65°C，固化時(shí)間為3~6小時(shí)，然后自然降溫至室溫形成包邊激光玻璃。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:制備的包邊激光玻璃在1053nm處的透過(guò)率為0%，界面反射率小于0.5%，包邊材料與激光玻璃折射率差小于0.05，界面強(qiáng)度大于8MPa0
[0016]本發(fā)明還提供一 種玻璃激光放大器，所述玻璃激光放大器使用如上所述方法制備的包邊激光玻璃。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的包邊激光玻璃示意圖。
[0019]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0020]1、激光玻璃，2、包邊層，3、吸收材料。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0022]本發(fā)明以下實(shí)施例中所用的光學(xué)膠為環(huán)氧樹(shù)脂型光學(xué)膠，生產(chǎn)廠家為:成都得利助劑廠，型號(hào)為=DL-1型，其包括A組分和B組分。
[0023]附圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的包邊激光玻璃示意圖。激光玻璃I位于內(nèi)層，包邊層2包裹在激光玻璃I的周?chē)詹牧?摻雜在包邊層2內(nèi)。
[0024]實(shí)施例1
[0025]實(shí)施例1所用原料在表1中列出
[0026]表1實(shí)施例1所用原料
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種包邊激光玻璃的制備方法，所述方法包括以下步驟: 步驟I，將光學(xué)膠與吸收材料混合均勻，制備吸收膠； 步驟2，將吸收膠涂覆在激光玻璃的表面，形成涂覆層，所述涂覆層經(jīng)固化處理后形成包邊激光玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包邊激光玻璃的制備方法，其特征在于，所述光學(xué)膠為環(huán)氧樹(shù)脂型光學(xué)膠，折射率為1.54~1.56，與玻璃的粘接強(qiáng)度大于8MPa，在1053nm處的透過(guò)率大于90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包邊激光玻璃的制備方法，其特征在于，所述的吸收材料為碳粉、氧化銅粉和氧化鐵粉中的一種或幾種，所述吸收材料的粒度小于lOOnm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的包邊激光玻璃的制備方法，其特征在于，每100重量份光學(xué)膠中加入8~16重量份的吸收材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包邊激光玻璃的制備方法，其特征在于，所述涂覆層的厚度為 5 ~10mnin
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的包邊激光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟2中所述的固化處理具體為:首先將涂覆有涂覆層的激光玻璃置于室溫條件下進(jìn)行常溫固化，固化周期為20~30小時(shí)，然后將其放置于烘箱中進(jìn)行高溫固化，固化溫度為50~65°C，固化時(shí)間為3~6小時(shí)，然后自然降溫至室溫形成包邊激光玻璃。
7.一種玻璃激光放大器，其特征在于所述玻璃激光放大器使用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)制備的包邊激光玻璃。
【文檔編號(hào)】C03C17/32GK103570252SQ201310574253
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】薄鐵柱 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院