本發(fā)明屬于玻璃材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種光敏玻璃材料及制備方法。
背景技術(shù)：
光敏玻璃是將光敏化學試劑引入玻璃體中，使之曝光加熱的一種新型玻璃。這種玻璃的結(jié)構(gòu)具有高度的多孔性：微孔占總體積的30%，每個微孔的直徑只有20納米，大約容納4000個原子。所用的化學試劑幾乎全部由羰基金屬類化合物組成。試劑曝光后，可脫除一個或多個co分子，留下它的半裸金屬原子。金屬原子不“喜歡”單獨存在，而到處尋找一些物質(zhì)，以取代它失去的羰基。金屬原子所能獲得的就是它周圍的玻璃，故而金屬原子與玻璃結(jié)合在一起。
當玻璃加熱到200℃時，受光照射的化學試劑留存下來，而未曝光的試劑則被除去，相當于“固定”普通的照相圖像。該圖象并不模糊，因為微孔的孔徑只有可見光波長的幾分之幾，所以微孔不致使光散射。當玻璃加熱到約1200℃時，微孔消失，形成致密玻璃，在玻璃中就存留下永久圖象。借助于有圖象的玻璃，可用來對其它物質(zhì)產(chǎn)生圖象，換言之，它可用作光刻的掩模，因而引起了半導體芯片制造者極大的興趣。
光敏玻璃的另一應(yīng)用領(lǐng)域是在光學系統(tǒng)的衍射光柵方面。光柵是光學儀器的心臟，它能將普通光分解成單色光。其傳統(tǒng)制法是將分隔狹窄的各線條刻入一片玻璃的表面。如今在這種光敏玻璃表面上產(chǎn)生圖象的線條可以起到同樣的作用，而且制備較容易。在玻璃處理過程中，如用其它的光敏試劑，還可使制成的玻璃產(chǎn)生不同的效果。利用這種特性，可以做成復(fù)雜的透鏡陣列，最引人注目的是在光通訊方面。因為利用器件中玻璃折射率的可控變化，能消除光信號通過纖維光纜中的畸變。
雖然通過氫載（h2-loading）、刷火（flame-brushing）等后處理技術(shù)，可使光纖的光致折射率變化達到10-3數(shù)量級。但長的后期處理時間，不僅消耗時間，還會帶來光纖熔接時的危險性。另外，使用后期處理技術(shù)不能實現(xiàn)在線寫入光柵，因而不能滿足大批量快速生產(chǎn)光柵的要求。要解決這些問題，需要從材料的本身入手-提高用來制作光纖光柵材料的光敏性。在國外，通過增加石英光纖中鍺（ge）的摻入量或通過硼鍺（b/ge）共摻來提高光纖的光敏性，但研制的高摻鍺和硼鍺共摻光纖光敏性不足（一般為10-4數(shù)量級）而且軸向光敏性不均勻，限制了其應(yīng)用。隨后，人們又探索在石英玻璃中摻入稀土離子，如：ta3+、ce3+、er3+、eu2+、tb3+等。這些稀土元素雖然在一定程度上能夠改善玻璃的光敏性，但同樣不能滿足在線快速寫入強光柵的要求。近年來，國際上一些光通信研究單位紛紛將研究重點轉(zhuǎn)向多組分玻璃。
具有優(yōu)良高溫穩(wěn)定性的氧化物玻璃成為繼石英玻璃之后被大規(guī)模研究的多組分玻璃。如，在ge-si、p-si玻璃中加入sn來提高玻璃的光敏性，由摻sn玻璃拉制成的光纖，其光致折射率的變化量最大可達10-3，而且sno在第三通信窗口保持著較低的吸收，其高溫下的穩(wěn)定性要比b/ge光纖好得多。另外，美國新墨西哥大學的高技術(shù)材料研究中心和英國southampton大學光電子研究中心最近研究發(fā)現(xiàn)：鉛硅玻璃經(jīng)266nm的紫外光照射后，其折射率變化的最大值可達0.1，并且他們研究發(fā)現(xiàn)：隨著pbo含量的增加，玻璃的光敏性增大。而石英玻璃只有很弱的光敏性，因此硅鉛玻璃中光敏性的來源于pb的加入。在元素周期表中pb是第四主族的元素，原子序數(shù)為82，外圍電子排布為6s26p2，因此它可以失去2個電子或4個電子而形成穩(wěn)定的化合物。pb可以改變價態(tài)的特性，使得含鉛玻璃具有光敏性。在紫外光的照射下，變價離子pb2+的價態(tài)產(chǎn)生變化，在玻璃中形成點缺陷。玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的點缺陷吸收紫外光子能量，使缺陷結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。從而引起玻璃吸收系數(shù)的變化，最終引起玻璃折射率的變化。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種光敏玻璃材料，旨在解決普通的玻璃材料由于其光敏性能較差、熱膨脹系數(shù)過高從而不光敏性環(huán)境、受熱不穩(wěn)定的問題。
本發(fā)明的另一個目的在于提供該光敏玻璃材料的制備方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供一種光敏玻璃材料，所述光敏玻璃材料包括如下重量份數(shù)的組分：bao為2-9份，moo3為9-22份，sio2為15-23份，lamno3為5-13份，yb2o3為7-14份，la2o3為8-16份，nb2o5為5-18份。
優(yōu)選地，bao為3-8份，moo3為11-21份，sio2為16-21份，lamno3為7-12份，yb2o3為8-13份，la2o3為9-15份，nb2o5為7-15份。
優(yōu)選地，bao為5份，moo3為16份，sio2為17份，lamno3為9份，yb2o3為11份，la2o3為12份，nb2o5為14份。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供所述的光敏玻璃材料制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
（1）取玻璃成分重量比為：bao為2-9份，moo3為9-22份，sio2為15-23份，lamno3為5-13份，yb2o3為7-14份，la2o3為8-16份，nb2o5為5-18份，將上述氧化物對應(yīng)的原料進行混合；
（2）將混勻后的玻璃原料使用超微粉碎機進行粉碎，粉碎后用篩子篩選出通過的粉末；
（3）將通過篩子的粉末加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱，溫度達到最高后保持溫度不變，同時對玻璃液進行攪拌；
（4）攪拌結(jié)束后通氣進行澄清；
（5）澄清后將玻璃液體澆注至模具中；
（6）澆注后對玻璃進行退火，再降溫，最后冷卻至室溫，制備得光敏的玻璃材料。
優(yōu)選地，所述粉碎后用300-350目篩子篩選出通過的粉末。
優(yōu)選地，所述將剛玉坩堝加熱至1310-1400℃。
優(yōu)選地，所述溫度達到最高后保持溫度不變2-5h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明所制備的玻璃，含有氧化物lamno3，而稀土離子摻雜的重金屬氧化物玻璃是光子器件用基質(zhì)材料之一；
（2）本發(fā)明有利于實現(xiàn)光子器件的集成化，而光子器件的集成化是當前光子器件發(fā)展的重要趨勢。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
本實施例提供一種光敏玻璃材料，所述光敏玻璃材料包括如下重量份數(shù)的組分：bao為9份，moo3為9份，sio2為23份，lamno3為5份，yb2o3為14份，la2o3為8份，nb2o5為18份。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供所述的光敏玻璃材料制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
（1）取玻璃成分重量比為：bao為9份，moo3為9份，sio2為23份，lamno3為5份，yb2o3為14份，la2o3為8份，nb2o5為18份，將上述氧化物對應(yīng)的原料進行混合；
（2）將混勻后的玻璃原料使用超微粉碎機進行粉碎，粉碎后用篩子篩選出通過的粉末；
（3）將通過篩子的粉末加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱，溫度達到最高后保持溫度不變，同時對玻璃液進行攪拌；
（4）攪拌結(jié)束后通氣進行澄清；
（5）澄清后將玻璃液體澆注至模具中；
（6）澆注后對玻璃進行退火，再降溫，最后冷卻至室溫，制備得光敏的玻璃材料。
所述粉碎后用350目篩子篩選出通過的粉末。
所述將剛玉坩堝加熱至1310℃。
所述溫度達到最高后保持溫度不變5h。
實施例2
本實施例提供一種光敏玻璃材料，所述光敏玻璃材料包括如下重量份數(shù)的組分：bao為2份，moo3為22份，sio2為15份，lamno3為13份，yb2o3為7份，la2o3為16份，nb2o5為5份。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供所述的光敏玻璃材料制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
（1）取玻璃成分重量比為：bao為2份，moo3為22份，sio2為15份，lamno3為13份，yb2o3為7份，la2o3為16份，nb2o5為5份，將上述氧化物對應(yīng)的原料進行混合；
（2）將混勻后的玻璃原料使用超微粉碎機進行粉碎，粉碎后用篩子篩選出通過的粉末；
（3）將通過篩子的粉末加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱，溫度達到最高后保持溫度不變，同時對玻璃液進行攪拌；
（4）攪拌結(jié)束后通氣進行澄清；
（5）澄清后將玻璃液體澆注至模具中；
（6）澆注后對玻璃進行退火，再降溫，最后冷卻至室溫，制備得光敏的玻璃材料。
所述粉碎后用300目篩子篩選出通過的粉末。
所述將剛玉坩堝加熱至1400℃。
所述溫度達到最高后保持溫度不變2h。
實施例3
本實施例提供一種光敏玻璃材料，所述光敏玻璃材料包括如下重量份數(shù)的組分：bao為8份，moo3為11份，sio2為21份，lamno3為7份，yb2o3為13份，la2o3為9份，nb2o5為15份。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供所述的光敏玻璃材料制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
（1）取玻璃成分重量比為：bao為8份，moo3為11份，sio2為21份，lamno3為7份，yb2o3為13份，la2o3為9份，nb2o5為15份，將上述氧化物對應(yīng)的原料進行混合；
（2）將混勻后的玻璃原料使用超微粉碎機進行粉碎，粉碎后用篩子篩選出通過的粉末；
（3）將通過篩子的粉末加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱，溫度達到最高后保持溫度不變，同時對玻璃液進行攪拌；
（4）攪拌結(jié)束后通氣進行澄清；
（5）澄清后將玻璃液體澆注至模具中；
（6）澆注后對玻璃進行退火，再降溫，最后冷卻至室溫，制備得光敏的玻璃材料。
所述粉碎后用320目篩子篩選出通過的粉末。
所述將剛玉坩堝加熱至1350℃。
所述溫度達到最高后保持溫度不變3h。
實施例4
本實施例提供一種光敏玻璃材料，所述光敏玻璃材料包括如下重量份數(shù)的組分：bao為3份，moo3為21份，sio2為16份，lamno3為12份，yb2o3為8份，la2o3為15份，nb2o5為7份。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供所述的光敏玻璃材料制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
（1）取玻璃成分重量比為：bao為3份，moo3為21份，sio2為16份，lamno3為12份，yb2o3為8份，la2o3為15份，nb2o5為7份，將上述氧化物對應(yīng)的原料進行混合；
（2）將混勻后的玻璃原料使用超微粉碎機進行粉碎，粉碎后用篩子篩選出通過的粉末；
（3）將通過篩子的粉末加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱，溫度達到最高后保持溫度不變，同時對玻璃液進行攪拌；
（4）攪拌結(jié)束后通氣進行澄清；
（5）澄清后將玻璃液體澆注至模具中；
（6）澆注后對玻璃進行退火，再降溫，最后冷卻至室溫，制備得光敏的玻璃材料。
所述粉碎后用330目篩子篩選出通過的粉末。
所述將剛玉坩堝加熱至1380℃。
所述溫度達到最高后保持溫度不變4h。
實施例5
本實施例提供一種光敏玻璃材料，所述光敏玻璃材料包括如下重量份數(shù)的組分：bao為5份，moo3為16份，sio2為17份，lamno3為9份，yb2o3為11份，la2o3為12份，nb2o5為14份。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供所述的光敏玻璃材料制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
（1）取玻璃成分重量比為：bao為5份，moo3為16份，sio2為17份，lamno3為9份，yb2o3為11份，la2o3為12份，nb2o5為14份，將上述氧化物對應(yīng)的原料進行混合；
（2）將混勻后的玻璃原料使用超微粉碎機進行粉碎，粉碎后用篩子篩選出通過的粉末；
（3）將通過篩子的粉末加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱，溫度達到最高后保持溫度不變，同時對玻璃液進行攪拌；
（4）攪拌結(jié)束后通氣進行澄清；
（5）澄清后將玻璃液體澆注至模具中；
（6）澆注后對玻璃進行退火，再降溫，最后冷卻至室溫，制備得光敏的玻璃材料。
所述粉碎后用310目篩子篩選出通過的粉末。
所述將剛玉坩堝加熱至1340℃。
所述溫度達到最高后保持溫度不變2h。
實施例6
本實施例提供一種光敏玻璃材料，所述光敏玻璃材料包括如下重量份數(shù)的組分：bao為3份，moo3為15份，sio2為19份，lamno3為12份，yb2o3為13份，la2o3為14份，nb2o5為11份。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供所述的光敏玻璃材料制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
（1）取玻璃成分重量比為：bao為3份，moo3為15份，sio2為19份，lamno3為12份，yb2o3為13份，la2o3為14份，nb2o5為11份，將上述氧化物對應(yīng)的原料進行混合；
（2）將混勻后的玻璃原料使用超微粉碎機進行粉碎，粉碎后用篩子篩選出通過的粉末；
（3）將通過篩子的粉末加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱，溫度達到最高后保持溫度不變，同時對玻璃液進行攪拌；
（4）攪拌結(jié)束后通氣進行澄清；
（5）澄清后將玻璃液體澆注至模具中；
（6）澆注后對玻璃進行退火，再降溫，最后冷卻至室溫，制備得光敏的玻璃材料。
所述粉碎后用340目篩子篩選出通過的粉末。
所述將剛玉坩堝加熱至1350℃。
所述溫度達到最高后保持溫度不變5h。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。