本发明属于特种玻璃生产制造技术领域，具体来说涉及一种用于可见光波段光纤制备的氟硅酸盐玻璃的制备方法。
背景技术：
应用于宽带通信和上转换发光的玻璃光纤基质材料是当前光电子功能材料和光电子器件领域研究的热点和难点。从当前的研究现状来看，碲酸盐玻璃和秘基玻璃是宽带玻璃光纤放大器应用的主要研究方向，但碲酸盐玻璃热稳定性能和脆性较差，在光纤预制棒制备和光纤拉制中会遇到困难，秘基玻璃虽然具有较好的稳定性，但稀土离子的发光量子效率较低，需要较大的泵浦功率才能实现充分的粒子数翻转，因此对蹄酸盐玻璃和秘基玻璃的成分还有待进一步的实验和研究，以期在宽带放大器方面获得实际应用。
由于蓝绿光等短波长激光器的广阔应用前景，目前对获得蓝绿光输出方面的研究很多。在诸多方法中，利用掺稀土离子多组分玻璃的上转换发光具有独特的优势，当前面临的主要问题是如何获得声子能量和稳定性能俱佳的玻璃基质材料，氟化物玻璃在声子能量方面具有很多优势，可以大大提高稀土离子的上转换发光效率，但其稳定性能较差、制备工艺较难。氧化物玻璃具有良好的稳定性和机械性能，制备工艺较易，但声子能量却相对较高。如果能够将两种玻璃成分优化结合，得到一种既具有较低声子能量又具有良好稳定性能的玻璃材料，如近来研究较多的氧氟纳米微晶玻璃材料，从而实现稀土离子蓝绿光波段的高效发光，对于获得蓝绿光上转换光纤激光器具有非常重要的意义。
技术实现要素：
针对现有的技术不足，本发明提供了一种透明氟硅酸盐玻璃及其制备方法，该玻璃在可见光波段可以达到90%以上透过率，具有较高的转变温度，其玻璃稳定性参数δt=292℃，热膨胀系数α100-300℃为72.1（10-7/k），紫外截止波长小于300nm。该玻璃具有优良的化学稳定性、制备工艺简单，适合作为可见光波段的光纤制备的基质材料。
本发明的目的是通过以下所述技术方案予以实现的。
一种用于可见光波段光纤制备的氟硅酸盐玻璃的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、选定氟硅酸盐玻璃的组成，并以摩尔百分比（mol%）计算出制备该种玻璃所需各组分的质量，然后称取制备玻璃所需的各种原料试剂，将原料试剂放入表面洁净光滑的玛瑙研钵中研磨搅拌30分钟，均匀混合形成混合料试剂；
步骤二、将混合料试剂装入铂金坩埚中，在1550℃的硅钼棒高温电炉中熔制20分钟，得到玻璃液；
步骤三、将硅钼棒高温电炉温度升到1600℃对玻璃液进行澄清和均化，时间控制在5~10min；
步骤四、将上述玻璃液倒入经过在450℃温度下预热1h的模具中，快速将模具放入已升温至450℃的马弗炉中，保温3小时后，以15℃/小时的速度退火至100℃左右，关闭马弗炉；
步骤五、待马弗炉降温至室温后，将玻璃从模具中取出，即可获得用于可见光波段光纤制备的透明氟硅酸盐玻璃。
优选的，步骤一中，所述原料试剂按摩尔百分比计，由70mol%的sio2、15mol%的kf、15mol%的znf2组成。
本发明的优点和有益效果在于：通过本发明的制备方法获得的玻璃在可见光波段可以达到90%以上透过率，具有较高的转变温度，其玻璃稳定性参数δt=292℃，热膨胀系数α100-300℃为72.1（10-7/k），紫外截止波长小于300nm。该玻璃具有优良的化学稳定性、制备工艺简单，适合作为可见光波段的光纤制备的基质材料。
附图说明
图1为本发明用于可见光波段光纤制备的透明氟硅酸盐玻璃的紫外-可见-近红外透过图；
图2为本发明用于可见光波段光纤制备的透明氟硅酸盐玻璃的热膨胀测试结果图；
图3为本发明用于可见光波段光纤制备的透明氟硅酸盐玻璃的热分析测试结果图。
具体实施方式
在本发明的具体实施方式中，sio2和kf购买于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，纯度分别为99.99%和99.5%；znf2购买于上海麦克林生化科技有限公司，纯度为99%。本发明中的玻璃组分均由上述对应的试剂引入。透过光谱的测试仪器为美国铂金埃尔默（perkinelmer）公司生产的型号为lambda750的紫外-可见-近红外分光光度计，热膨胀的测试仪器为德国耐驰（netzsch）公司生产的型号为402cexpedissupereme的热膨胀测试仪，热分析的测试仪器为瑞士梅特勒-托利多（mettlertoledo）公司生产的型号为tga/sdta851e的差热-热重同步热分析仪。
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
用于可见光波段光纤制备的透明氟硅酸盐玻璃的透过光谱测试，其玻璃样品制备包括以下步骤：
(1)按选定的玻组成的摩尔百分比（mol%）计算出制备该种玻璃所需各组分的质量，然后称取制备玻璃所需的各种原料，将原料试剂在表面洁净光滑的玛瑙研钵中研磨搅拌30分钟均匀混合；
(2)将混合料试剂装入铂金坩埚中，在1550℃的硅钼棒高温电炉中熔制20分钟，得到玻璃液；
(3)将硅钼棒高温电炉温度升到1600℃对玻璃液进行澄清和均化，时间控制在5~10min；
(4)然后将玻璃液倒在一铜质模具中，并用一块铜板压制得到经过淬冷的玻璃片，快速将玻璃放入已升温至450℃的马弗炉中，保温3小时后，以15℃/小时的速度退火至100℃左右，关闭马弗炉；
(5)待马弗炉降温至室温后，将玻璃从模具中取出，透明氟硅酸盐玻璃。
对该玻璃的测试结果如下：
取退火后的透明氟硅酸盐玻璃片切割成1*1cm大小的方块状玻璃片，对两面进行抛光处理后即可得到高透明的氟硅酸盐玻璃片。测试紫外-可见-近红外透过性能如图1所示。测得在可见光波段可以达到90%以上透过率，紫外截止波长小于300nm。
其中，所述原料试剂按摩尔百分比计，由70mol%的sio2、15mol%的kf、15mol%的znf2组成。
实施例2：
用于可见光波段光纤制备的透明氟硅酸盐玻璃的热分析测试，其玻璃样品制备包括以下步骤：
(1)按选定的玻组成的摩尔百分比（mol%）计算出制备该种玻璃所需各组分的质量，然后称取制备玻璃所需的各种原料，将原料试剂在表面洁净光滑的玛瑙研钵中研磨搅拌30分钟均匀混合；
(2)将混合料试剂装入铂金坩埚中，在1550℃的硅钼棒高温电炉中熔制20分钟，得到玻璃液；
(3)将硅钼棒高温电炉温度升到1600℃对玻璃液进行澄清和均化，时间控制在5~10min；
(4)然后将玻璃液倒入经过在450℃温度下预热1h的模具中，快速将玻璃放入已升温至450℃的马弗炉中，保温3小时后，以15℃/小时的速度退火至100℃左右，关闭马弗炉；
(5)待马弗炉降温至室温后，将玻璃从模具中取出，透明氟硅酸盐玻璃。
对该玻璃的测试结果如下：
取退火后的透明氟硅酸盐玻璃10毫克样品，用表面光滑洁净的玛瑙研钵研磨10分钟得到很细的氟硅酸盐玻璃粉末，进行差热分析。其测试结果如图2所示，测得析晶峰温度tx为755℃。
其中，所述原料试剂按摩尔百分比计，由70mol%的sio2、15mol%的kf、15mol%的znf2组成。
实施例3：
用于可见光波段光纤制备的透明氟硅酸盐玻璃的热膨胀分析测试，其玻璃样品制备包括以下步骤：
(1)按选定的玻组成的摩尔百分比（mol%）计算出制备该种玻璃所需各组分的质量，然后称取制备玻璃所需的各种原料，将原料试剂在表面洁净光滑的玛瑙研钵中研磨搅拌30分钟均匀混合；
(2)将混合料试剂装入铂金坩埚中，在1550℃的硅钼棒高温电炉中熔制20分钟，得到玻璃液；
(3)将硅钼棒高温电炉温度升到1600℃对玻璃液进行澄清和均化，时间控制在5~10min；
(4)然后将玻璃液倒入经过在450℃温度下预热1h的模具中，快速将玻璃放入已升温至450℃的马弗炉中，保温3小时后，以15℃/小时的速度退火至100℃左右，关闭马弗炉；
(5)待马弗炉降温至室温后，将玻璃从模具中取出，透明氟硅酸盐玻璃。
对该玻璃的测试结果如下：
取退火后的透明氟硅酸盐玻璃片切割成4*4*12mm的长方体状，进行热膨胀测试。其热膨胀测试结果如图3所示，测该种玻璃的转变温度tg为463℃，玻璃的热膨胀系数α100-300℃为72.1（10-7/k）。
其中，所述原料试剂按摩尔百分比计，由70mol%的sio2、15mol%的kf、15mol%的znf2组成。
以上对本发明做了示例性的描述，值得说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
1.用于可见光波段光纤制备的氟硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、选定氟硅酸盐玻璃的组成，并以摩尔百分比（mol%）计算出制备该种玻璃所需各组分的质量，然后称取制备玻璃所需的各种原料试剂，将原料试剂放入表面洁净光滑的玛瑙研钵中研磨搅拌30分钟，均匀混合形成混合料试剂；
步骤二、将混合料试剂装入铂金坩埚中，在1550℃的硅钼棒高温电炉中熔制20分钟，得到玻璃液；
步骤三、将硅钼棒高温电炉温度升到1600℃对玻璃液进行澄清和均化，时间控制在5~10min；
步骤四、将上述玻璃液倒入经过在450℃温度下预热1h的模具中，快速将模具放入已升温至450℃的马弗炉中，保温3小时后，以15℃/小时的速度退火至100℃左右，关闭马弗炉；
步骤五、待马弗炉降温至室温后，将玻璃从模具中取出，即可获得用于可见光波段光纤制备的透明氟硅酸盐玻璃。
2.根据权利要求1所述的用于可见光波段光纤制备的氟硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，所述氟硅酸盐玻璃以摩尔百分比计算的组成为:sio2:70mol%；kf：15mol%；znf2:15mol%。
技术总结