大尺寸磷酸盐激光钕玻璃批量制备技术研发及应用

为满足神光装置发展和未来国家专项工程对大尺寸激光玻璃的大量需求,上海光学精密机械研究所研发了以磷酸盐激光钕玻璃连续熔炼技术为核心的大尺寸激光钕玻璃批量制备技术.大尺寸磷酸盐激光钕玻璃批量制备技术是全新的工艺技术,先后攻克了除杂质、动态除羟基、除铂颗粒、小流量大尺寸成型、隧道窑退火过程玻璃易炸裂以及包边和性能检测等一系列关键单元技术,激光玻璃的所有指标包括荧光寿命、光学损耗、光学均匀性、包边剩余反射率等均达到神光装置的使用要求.使中国成为继美国之后第二个拥有大尺寸激光钕玻璃批量制造能力的国家.采用该技术已成功研制了一千多片米级尺寸N31型激光钕玻璃,并且应用于我国的神光系列装置,在中国工程物理研究院实现了1 053 nm激光波长5 ns脉冲宽度单束能量19.6 kJ激光输出.采用本技术研制的激光钕玻璃在国防、强场激光科技前沿、激光加工和医疗领域都得到推广应用.

激光玻璃连续熔炼工艺进展

为满足神光装置发展和未来国家XX工程对激光玻璃工作物质的大量需求,中国科学院上海光学精密机械研究所研究了激光玻璃连续熔炼工艺技术。激光玻璃连续熔炼是一种全新的工艺技术,先后攻克了除水、除铂、降低过渡金属杂质、澄清、成型条纹和炸裂等一系列关键单元技术,使连续熔炼激光玻璃的荧光寿命、光吸收、光学均匀性等指标达到神光装置的使用要求,并与坩埚熔炼的激光玻璃性质进行了比较;2010年对各单元技术进行集成,取得了合格样片。2011年对取得的成果进行验证实验,获得小批量样品,标志着激光玻璃的连续熔炼取得了阶段性的成功。2012~2013年进行激光玻璃连续熔炼中试实验,取得较好成果。

大尺寸连熔N31型掺钕磷酸盐激光玻璃的性能研究

报道了磷酸盐激光钕玻璃的连续熔炼线，以及采用连续熔炼工艺获得的400mm口径N31钕玻璃的主要性能。连熔所制备的N31-35钕玻璃的掺杂离子浓度为3．47（±0．02）×10^20cm^-3；1053nm处的折射率为1．5336~0．0005；400nm处的吸收系数平均值为O．098cm～；1053nm处的激光波长损耗为0．13～0．15％cm～；3000cm^-1处的吸收系数平均值为0．83cm^-1。400mm口径连熔N31钕玻璃的透射波前畸变在633nm处小于A／3波长。采用1053nm、脉冲为3ns激光作用下连熔钕玻璃的体破坏阈值大于40J／cm^2。结果表明，在N31钕玻璃的连续熔炼工艺中，除铂金和除水都取得了很好的效果。