雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置的製作方法

2023-07-27 08:55:06 2

專利名稱：雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種製備稀土離子摻雜納米晶體製備技術，特別涉及一種雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置，屬於光學材料製備與光學加工領域。
背景技術：
稀土是稀土元素的簡稱，它是自然界賦予人類的天然寶物。稀土元素對應的稀土離子以其擁有多達上千條能級、能級躍遷產生的光譜線銳利等獨特的性質，廣泛地被摻雜進各種基質材料中，用作雷射工作物質的激活離子，在雷射的應用中得以長足的發展。石榴石結構的晶體也具有其獨特的性質，比如釔鋁石榴石(YAG)晶體，具有高熔點、高強度、高的物理化學穩定性以及良好的可見、紅外透光性；釓鎵石榴石(GGG)晶體，具有優良的力學和化學穩定性、高的熱導率等，因而它們廣泛被用作雷射介質材料中的基質材料。摻雜稀土離子的石榴石結構晶體，比如摻雜釹離子(Nd3+)的GGG晶體具有寬的泵浦吸收帶和長的螢光壽命，可作為連續和脈衝雷射輸出的工作物質；特別是摻雜Nd3+的YAG晶體更是從雷射問世不久便開始被人們用作雷射工作物質，直到今天它已經為固體雷射服役了三十多年，但還是最常用的雷射工作物質之一。隨著科學技術的迅速發展，人們生活水平的不斷提高，人們對雷射的要求越來越高，除了對雷射本身特性，如穩定的頻率、高的相干性、高的單色性等具有高的要求外，更是對雷射的能量、波長和對人體的傷害性也提出了相應的要求。比如雷射醫療中使用的雷射要求雷射器發出的雷射是對人體傷害較小的雷射；光纖通信中使用的雷射要求雷射器發出的雷射對人體傷害較小外，同時要求在光纖中傳輸損耗也小；慣性約束核聚變(ICF)中使用的雷射要求雷射器發出的雷射具有很高的能量。為了實現雷射所述性能及目標，解決辦法是需要在特定的材料中摻雜進特定的激活離子來實現，比如在光纖通信中使用的波長為1. 55 μ m的雷射，是以摻雜鉺離子(Er3+)的YAG晶體作為雷射工作 物質的雷射器發出的雷射。摻雜稀土離子的石榴石結構晶體擁有眾多優異的性質，但這些性質都是當摻雜稀土離子的石榴石結構晶體尺寸為毫米或者更大量級時產生的特性。這不得不讓人們聯想到，當摻雜稀土離子的石榴石結構晶體在尺寸小到納米量級時會有怎樣獨特的性能呢。從而研究者對摻雜稀土離子石榴石結構納米晶體的研究便熱烈地開展起來。通常製備稀土摻雜石榴石結構納米晶體的方法主要有共沉澱法、溶膠-凝膠法、甘氨酸燃燒法、微乳液方法等。但目前還沒有研究出快速製備稀土摻雜石榴石結構納米晶體的裝置，如能提供一種製備裝置，使該裝置配合事先製備好的塗於片狀材料上的粘稠凝膠在雷射輻照作用下，得到分散性更好、尺度分布均勻、團聚更小的稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體材料，這正是本實用新型的任務所在。
發明內容本實用新型的目的是提供一種通過雷射輻照來製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置。先製備好透明粘稠凝膠，將透明粘稠凝膠塗覆一薄層到片狀材料，將該片狀材料置於所述裝置中直接用雷射輻照；獲得的稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體，其結晶度好，製備時間短，分散性好，尺寸更小。本實用新型提供的裝置，其結構簡單、調節方便、操作性強。本實用新型的指導思想是以溶膠-凝膠法先製備好凝膠，然後通過本裝置使雷射束直接作用於凝膠上，從而通過雷射小範圍的高能作用產生分散性好、結晶度好的摻雜稀土離子石榴石結構納米晶。也就是運用雷射具有瞬時高能的特性，設計一結構簡單、使用調節非常方便、操作性強的製備裝置來獲得摻雜稀土離子石榴石結構納米晶材料。為實現本實用新型的上述目的，本實用新型採用以下技術措施構成的技術方案來實現的。本實用新型雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置，其特徵在於包括雷射器發出的入射雷射束、聚焦透鏡、匯聚雷射束、凝膠塗層片狀材料、固定支架、三角支撐架、三維平移調節臺及調節旋鈕；所述入射雷射束經聚焦透鏡後變為匯聚雷射束，凝膠塗層片狀材料由固定支架支撐並固定在三角支撐架支撐的三維平移調節臺上，通過旋轉三維平移調節臺上的調節旋鈕，來達到調節雷射束輻照在凝膠塗層片狀材料上的位置。上述技術方案中，所述三維平移調節臺由X方向一維調節平臺及X方向一維調節旋鈕、y方向一維調節平臺及I方向一維調節旋鈕、z方向一維調節平臺及z方向一維調節旋鈕和三角支撐架組成。上述技術方案中,所述雷射器發出的入射雷射束為一個雷射器發出的一束入射雷射束。
本實用新型雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置，其特徵在於包括雷射器發出的入射雷射束、第一聚焦透鏡和第二聚焦透鏡、分光鏡、全反鏡、凝膠塗層片狀材料、固定支架、三角支撐架、三維平移調節臺及調節旋鈕；所述入射雷射束經分光鏡分成透射光束和反射光束，透射光束經第一聚焦透鏡後形成第一匯聚雷射束，反射光束經全反鏡反射後再經第二聚焦透鏡後形成第二匯聚雷射束；凝膠塗層片狀材料由固定支架支撐並固定在三角支撐架支撐的三維平移調節臺上，通過旋轉三維平移調節臺上的調節旋鈕，來調節雷射束輻照在凝膠塗層片狀材料上的位置。上述技術方案中，所述三維平移調節臺由X方向一維調節平臺及X方向一維調節旋鈕、y方向一維調節平臺及I方向一維調節旋鈕、z方向一維調節平臺及z方向一維調節旋鈕和三角支撐架組成。上述技術方案中，所述雷射器發出的入射雷射束為一個雷射器發出的至少分成兩束以上的多入射雷射束。本實用新型雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置，其特徵在於包括入射雷射束至少兩個雷射器發出的第一入射雷射束和第二入射雷射束、第三聚焦透鏡和第四聚焦透鏡、凝膠塗層片狀材料、固定支架、三角支撐架、三維平移調節臺及調節旋鈕；第一入射雷射束經第三聚焦透鏡後形成第三匯聚雷射束，第二入射雷射束經第四聚焦透鏡後形成第四匯聚雷射束；凝膠塗層片狀材料由固定支架支撐並固定在三角支撐架支撐的三維平移調節臺上，通過旋轉三維平移調節臺上的調節旋鈕，來調節雷射束輻照在凝膠塗層片狀材料上的位置。上述技術方案中，所述三維平移調節臺由X方向一維調節平臺及X方向一維調節旋鈕、y方向一維調節平臺及I方向一維調節旋鈕、z方向一維調節平臺及z方向一維調節旋鈕和三角支撐架組成。上述技術方案中，所述第一入射雷射束和第二入射雷射束為至少兩個雷射器同時發出的入射雷射束。本實用新型先採用溶膠-凝膠法來製備凝膠，依次包括以下工藝步驟步驟(I)將摻雜稀土離子的稀土氧化物M2O3溶於濃度為I 10mol/L的硝酸(HNO3)中，或者將摻雜稀土離子的稀土硝酸鹽M(NO3)3溶入二次去離子水中，配製成O. 01 2mol/L 的稀土硝酸鹽溶液;其中，M 代表 Nd、Er、Yb、Dy、Tm、Ho、Eu、Tb、Ce、Pm、Sm 稀土元素；步驟(2)將作為基質材料的石榴石結構晶體(A3B5O12)所需原料Ga203、Gd2O3溶於硝酸中，或者Y和Al的硝酸鹽溶入二次去離子水中，配製成O.1飛mol/L的硝酸鹽溶液，其中，A代表Gd或Y ;B代表Ga或Al ；步驟(3)按照摩爾比為A:M:B=3(l-x) :3x:5的比例分別量取步驟(2)中Gd，或Y的硝酸鹽溶液(A(NO3)3、步驟(I)中稀土硝酸鹽溶液(Μ(Ν03)3)、步驟(2)中Ga或Al的硝酸鹽溶液(B (NO3)5，混合均勻形成硝酸鹽混合溶液，其中Χ=0. 0Γ0. 5 ；步驟(4)將檸檬酸 與A、Μ、B三種金屬離子的摩爾數之和按廣4:1的摩爾比加入到步驟(3)中所述的硝酸鹽混合溶液中，得到檸檬酸和金屬離子硝酸鹽的混合溶液；步驟(5)然後向步驟(4)中的混合溶液中滴加氨水，調節其pH值到2 4 ；步驟(6)將步驟(5)中調節好pH值的混合溶液置於磁力加熱攪拌器上，調節其攪拌速度為10(Γ300轉/分，控制溫度在6(T90°C之間，反應1(Γ24小時，最終得到透明粘稠狀凝膠；步驟(7)將步驟(6)得到的透明粘稠狀凝膠塗覆一薄層到片狀材料上；步驟(8)將步驟(7)塗覆有透明粘稠凝膠的薄片直接用雷射輻照，即製得稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體。本實用新型步驟(I)中所述原料稀土氧化物M2O3,或者稀土硝酸鹽M (NO3) 3其純度均為95%-99. 99% ;步驟(2)中所述的原料氧化軋(Gd203)、氧化鎵(Ga2O3),或Y和Al的硝酸鹽為六水硝酸釔(Y (NO3) 3- 6H20)和九水硝酸鋁(Al (NO3) 3. 9H20)，其純度均均為95%_99. 99%。所述片狀材料為矽片、或玻璃片、或藍寶石片。所述雷射輻照為0P0雷射器發出的雷射、或飛秒雷射器發出的雷射、或雷寶雷射器發出的雷射、或雷射雕刻機發出的雷射、或二氧化碳雷射器發出的雷射、光纖雷射器發出的雷射進行雷射輻照。所述摻雜的稀土離子包括單獨摻雜一個稀土元素、或共同摻雜兩種以上的多個稀
土元素。所述雷射輻照是一個雷射器發出的一束雷射輻照，或一個雷射器發出的至少分成兩束的多束雷射束同時輻照，或者是至少兩個雷射器同時發出的多束雷射束同時輻照。本實用新型與現有技術相比具有以下特點和有益技術效果本實用新型是為一種通過雷射輻照來製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體提供裝置，利用雷射瞬時高能和局部作用的特性；高能雷射使檸檬酸分解，檸檬酸分解產生的大量熱量和高能雷射產生的熱量使硝酸鹽分解，最終形成摻雜稀土離子石榴石結構納米晶體，並且製備過程是在很短的時間內完成。由於雷射輻照過程中沒有經過長時間的高溫煅燒，所以所得的摻雜稀土離子石榴石結構納米晶體團聚很小。這樣就在保證摻雜稀土離子石榴石結構納米晶體快速合成的同時還保證其分散性，從而得到尺寸更小、分散性更好、團聚更小的摻雜稀土離子石榴石結構納米晶體材料。本實用新型的裝置結構簡單，操作方便，且操作性強。

圖1本實用新型實施例1雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體裝置為一個雷射器發出的一束雷射的結構示意圖；圖2本實用新型實施例2雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體裝置為一個雷射器發出的分成兩束雷射的結構示意圖；圖3本實用新型實施例3雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體裝置為兩個雷射器同時發出的兩束雷射的結構示意圖。圖中，I入射雷射束，2聚焦透鏡，3匯聚雷射束，4凝膠塗層片狀材料，5固定支架，6三角支撐架，7 X方向一維調節平臺,8 X方向一維調節旋鈕,9 y方向一維調節平臺，10 y方向一維調節旋鈕，11 z方向一維調節平臺，12 z方向一維調節旋鈕，13分光鏡，14全反鏡，
1-1透射光束，1-2反射光束，1-3第一入射雷射束，1-4第二入射雷射束，2-1第一聚焦透鏡，
2-2第二聚焦透鏡，2-3第三聚焦透鏡，2-4第四聚焦透鏡，3-1第一匯聚雷射速，3-2第二匯聚雷射速，3-3第三匯聚雷射速，3-4第四匯聚雷射速。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但並不意味著是對本實用新型保護內容的任何限定。本實用新型圖1所示的裝置，所述入射雷射束I為一個雷射器發出的一束雷射，入射雷射束I經聚焦透鏡2後變為匯聚雷射束3，凝膠塗層片狀材料4由固定支架5支撐並固定在三角支撐架6的三維平移調節平臺上；所述三維平移調節平臺由X方向(即上下方向)一維調節平臺7及X方向一維調節旋鈕8、y方向(即左右方向)一維調節平臺9及y方向一維調節旋鈕10、z方向(即前後方向)一維調節平臺11及z方向一維調節旋鈕12和三角支撐架6組成。調節三個一維調節平臺相對應的三個一維調節旋鈕來達到調節塗覆有透明的凝膠塗層片狀材料4的位置，使入射雷射束I作用在凝膠塗層片狀材料4的不同位置上，從而得到尺寸更小、分散性更好、團聚更小的摻雜稀土離子石榴石結構納米晶體材料。本實用新型圖1中的三個一維調節平臺可以通過手動或自動方式控制其移動的距離，使用的聚焦透鏡2為普通的石英透鏡。本實用新型圖2所示的裝置，所述入射雷射束I為一個雷射器發出的一束雷射經分光鏡13分成至少兩束入射雷射束，即入射雷射束I經分光鏡13分成透射光束1-1和反射光束1-2，透射光束經過第一聚焦透鏡2-1後形成第一匯聚雷射束3-1，反射光束1-2經全反鏡14反射後再經第二聚焦透鏡2-2後形成第二匯聚雷射束3-2，凝膠塗層片狀材料4由固定支架5支撐並固定在三角支撐架6的三維平移調節平臺上；所述三維平移調節平臺由X方向(即上下方向)一維調節平臺7及X方向一維調節旋鈕8、y方向(即左右方向)一維調節平臺9及y方向一維調節旋鈕10、z方向(即前後方向)一維調節平臺11及z方向一維調節旋鈕12和三角支撐架6組成。所述第一匯聚雷射束3-1和第二匯聚雷射束3-2同時輻照到塗覆有透明的凝膠塗層片狀材料4上，調節三個一維調節平臺相對應的三個一維調節旋鈕來達到調節凝膠塗層片狀材料4的位置，從而得到尺寸更小、分散性更好、團聚更小的摻雜稀土離子石榴石結構納米晶體材料。本實用新型圖2中所述的三個一維調節平臺可以通過手動或自動方式控制其移動的距離，使用的第一聚焦透鏡2-1和第二聚焦透鏡2-2為普通石英透鏡，分光鏡13為半反半透分光鏡，全反鏡14為普通全反射鏡。本實用新型圖3所示的裝置，所述入射雷射束I至少為兩個雷射器發出第一雷射束1-3和第二雷射束1-4，第一入射雷射束1-3經第三聚焦透鏡2-3形成第三匯聚雷射束
3-3，第二入射雷射束1-4經第四聚焦透鏡2-4後形成第四匯聚雷射束3-4，凝膠塗層片狀材料4由固定支架5支撐並固定在三角支撐架6的三維平移調節平臺上；所述三維平移調節平臺由X方向(即上下方向)一維調節平臺7及X方向一維調節旋鈕8、y方向(即左右方向)一維調節平臺9及y方向一維調節旋鈕10、z方向(即前後方向)一維調節平臺11及z方向一維調節旋鈕12和三角支撐架6組成。將第三匯聚雷射束3-3和第四匯聚雷射束3-4同時輻照到塗覆有透明的凝膠塗層片狀材料(4)上，調節三個一維調節平臺相對應的三個一維調節旋鈕來達到調節凝膠塗層片狀材料4的位置，從而得到尺寸更小、分散性更好、團聚更小的摻雜稀土離子石榴石結構納米晶體。本實用新型圖3中所述三個一維調節平臺可以通過手動或自動方式控制其移動的距離，使用的第三聚焦透鏡2-3和第四聚焦透鏡2-4為普通石英透鏡。以下實施例所用原料純度均為99. 99% ；實施例1所用雷射器為OPO雷射器，其發出的波長為355nm左右，脈衝的頻率為1Hz，雷射輻照脈衝數為200個脈衝；實驗裝置圖如圖1所示。實施例1將原料氧化釹(Nd2O3)溶於lmol/L的硝酸(HNO3)中，配製成濃度為O. 01mol/L的硝酸釹(Nd (NO3)3)溶液；將六水硝酸釔(Y (NO3) 3- 6H20)和九水硝酸鋁(Al (NO3) 3. 9H20)分別溶入二次去離子水中，配製成2mol/L的硝酸釔(Y (NO3)3)溶液和5mol/L的硝酸鋁(Al (NO3)3)溶液；按照 Y: Nd: Al=3 (1-0. O I) : 3*0. 01:5 的比例分別量取 O. O lmol/L 的 Nd (NO3) 3 溶液30mL、2mol/L的Y (NO3) 3溶液14. 85mL、5mol/L的Al (NO3) 3溶液10mL，並將其混合均勻形成硝酸鹽混合溶液；按照檸檬酸和Y、Nd、Al三種金屬離子摩爾數之和為1:1的摩爾數之比，向硝酸鹽混合溶液中加入15. 36g檸檬酸得到檸檬酸和硝酸鹽的混合溶液，然後向該硝酸鹽混合溶液中滴加氨水調節pH值到4，將調節好pH值的檸檬酸和硝酸鹽混合溶液放到磁力加熱攪拌器上，在加熱的條件下不斷攪拌，並且調節磁力加熱攪拌器的轉速到300轉/分，加熱溫度保持在60°C。加熱反應24小時後得到透明粘稠凝膠，將該透明粘稠凝膠直接塗覆一薄層到矽片上，形成製備裝置中的凝膠塗層矽片材料4，然後將凝膠塗層矽片置於0P0雷射器發出的高能脈衝雷射束下輻照，通過分別調節X、1、z三個一維調節平臺上相應的一維調節旋鈕7、10、12，來調節凝膠塗層片狀材料在上下、左右、前後三維空間的位置，從而達到可調節雷射束作用在該凝膠塗層矽片上的位置，使雷射束遍歷整個凝膠塗層矽片，最終得到摻雜Nd3+的YAG結構納米晶體。[0048]以下實施例2所用雷射器為飛秒雷射器，其波長為800nm，脈衝的頻率為10Hz、雷射輻照脈衝數為300個脈衝；實驗裝置圖如圖2所示。實施例2將原料氧化釓(Gd203)、氧化鉺(Er203)、氧化鎵(Ga2O3)分別溶入5mol/L的硝酸(HNO3)中，分別配製成O. lmol/L的硝酸釓(Gd(NO3) 3)溶液、2mol/L的硝酸鉺(Er (NO3) 3)溶液、2mol/L的硝酸鎵(Ga(NO3)3)溶液；按照Gd:Er:Ga=3 (1-0. 5) :3*0. 5:5的比例分別量取2mol/L 的 Er (NO3) 3 溶液 3. 75mL、0. lmol/L 的 Gd (NO3) 3 溶液 75mL、2mol/L 的 Ga (NO3) 3 溶液
12.5mL，並將其混合均勻形成硝酸鹽混合溶液；按照檸檬酸和Gd、Er、Ga三種金屬離子摩爾數之和為4:1的摩爾數之比，向硝酸鹽混合溶液中加入30. 73g檸檬酸得到檸檬酸和硝酸鹽的混合溶液，然後向該硝酸鹽混合溶液中滴加氨水調節PH值到2，將調節好pH值的檸檬酸和硝酸鹽混合溶液放到磁力加熱攪拌器上，在加熱的條件下不斷攪拌，並且調節磁力加熱攪拌器的轉速到100轉/分，加熱溫度保持在90°C。加熱反應10小時後得到透明粘稠凝膠，將該透明粘稠凝膠用甩膠機均勻地塗覆一薄層到石英玻璃片，形成製備裝置中的凝膠塗層石英玻璃片材料4，然後將凝膠塗層石英玻璃片置於飛秒脈衝雷射器發出的雷射束經分光鏡13分成兩束形成的兩束匯聚雷射束同時輻照。其中，一束透射光束1-1經第一聚焦透鏡2-1產生第一匯聚光束3-1 ;另一束反射光1-2經全反鏡14後,經第二聚焦透鏡2-2產生第二匯聚光束3-2。通過分別調節x、y、z三個一維調節平臺上相應的一維調節旋鈕7、10、12,來調節凝膠塗層片狀材料在上下、左右、前後三維空間的位置，從而達到調節該兩雷射束作用在該凝膠塗層石英玻璃片上的位置，使雷射束遍歷整個凝膠塗層石英玻璃片，最終得到摻雜Er3+的GGG結構納米晶體。實施例3所用雷射器為OPO雷射器和飛秒雷射器，其發出的波長分別為355nm和800nm左右，脈衝的頻率都設定為為2Hz ;實驗裝置圖如圖3所示。
實施例3將原料氧化釓(Gd203)、氧化釹(Nd203)、氧化鎵(Ga2O3)分別溶於10mol/L的硝酸(HNO3)中，配製成0. 5mol/L硝酸釓(Gd (NO3)3)溶液、0. lmol/L硝酸釹(Nd (NO3) 3)溶液和O. 5mol/L 的硝酸鎵(Ga(NO3)3)溶液；按照 Gd:Nd:Ga=3 (1-0. 05) :3*0· 05:5 的比例分別量取0.511101/1的6(1(勵3)3溶液17· lml.O. lmol/L 的 Nd(NO3) 3 溶液 4. 5mL、0. 5mol/L 的 Ga(NO3) 3溶液30mL，並將其混合均勻形成硝酸鹽混合溶液；按照檸檬酸和Gd、Nd、Ga三種金屬離子摩爾數之和為3:1的摩爾數之比，向硝酸鹽混合溶液中加入13. 83g檸檬酸得到檸檬酸和金屬離子硝酸鹽的混合溶液，再加入氨水調節PH值到2. 5，將調節好pH值的檸檬酸和硝酸鹽混合溶液放到磁力加熱攪拌器上，在加熱的條件下不斷攪拌，並且調節磁力加熱攪拌器的轉速到200轉/分，加熱溫度保持在80°C。加熱反應時間在12小時後得到透明粘稠凝膠，將該透明粘稠凝膠用高壓噴霧噴塗一薄層到藍寶石片，形成製備裝置中的凝膠塗層藍寶石片材料4，然後將凝膠塗層藍寶石片置於0P0雷射器和飛秒雷射器發出的兩束高能脈衝入射雷射束1-3和1-4下同時作用，其中，0P0雷射器發出的第一入射雷射束1-3經第三聚焦透鏡2-3產生第三匯聚雷射束3-3，飛秒雷射器發出的第二入射雷射束1-4經第四聚焦透鏡
2-4產生第四匯聚雷射束3-4。通過分別調節X、y、z三個一維調節平臺上相應的一維調節旋鈕7、10、12，來調節凝膠塗層片狀材料在上下、左右、前後三維空間的位置，從而達到調節該兩雷射束作用在該凝膠塗層藍寶石片上的位置，使雷射束遍歷整個凝膠塗層藍寶石片，最終得到摻 雜Nd3+的GGG結構納米晶體。
權利要求1.一種雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置，其特徵在於包括雷射器發出的入射雷射束(I)、聚焦透鏡(2)、匯聚雷射束(3)、凝膠塗層片狀材料(4)、固定支架(5)、三角支撐架(6)、三維平移調節臺及調節旋鈕；所述入射雷射束(I)經聚焦透鏡(2)後變為匯聚雷射束(3)，凝膠塗層片狀材料(4)由固定支架(5)支撐並固定在三角支撐架(6)支撐的三維平移調節臺上，通過旋轉三維平移調節臺上的調節旋鈕，來調節雷射束輻照在凝膠塗層片狀材料(4)上的位置。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述三維平移調節臺由X方向一維調節平臺(7)及X方向一維調節旋鈕(8)、y方向一維調節平臺(9)及y方向一維調節旋鈕(10),z方向一維調節平臺(11)及z方向一維調節旋鈕(12)和三角支撐架(6)組成。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述雷射器發出的入射雷射束(I)為一個雷射器發出的一束入射雷射束。
4.一種雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置，其特徵在於包括雷射器發出的入射雷射束(I)、第一聚焦透鏡(2-1)和第二聚焦透鏡(2-2)、分光鏡(13)、全反鏡(14)、凝膠塗層片狀材料(4)、固定支架(5)、三角支撐架(6)、三維平移調節臺及調節旋鈕；所述入射雷射束(I)經分光鏡(13 )分成透射光束(1-1)和反射光束(1-2 )，透射光束(1-1)經第一聚焦透鏡(2-1)形成第一匯聚雷射束(3-1)，反射光束(1-2)經全反鏡(14)反射後經第二聚焦透鏡(2-2)形成第二匯聚雷射束(3-2);凝膠塗層片狀材料(4)由固定支架(5)支撐並固定在三角支撐架(6)支撐的三維平移調節臺上，通過旋轉三維平移調節臺上的調節旋鈕，來調節雷射束輻照在凝膠塗層片狀材料(4 )上的位置。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述三維平移調節臺由X方向一維調節平臺(7)及X方向一維調節旋鈕(8)、y方向一維調節平臺(9)及y方向一維調節旋鈕(10)、z方向一維調節平臺(11)及z方向一維調節旋鈕(12)和三角支撐架(6)組成。
6.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述雷射器發出的入射雷射束(I)為一個雷射器發出的分成至少兩束以上的多束入射雷射束。
7.一種雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置，其特徵在於包括入射雷射束(I)為至少兩個雷射器發出的第一入射雷射束(1-3)和第二入射雷射束(1-4)、第三聚焦透鏡(2-3)和第四聚焦透鏡(2-4)、凝膠塗層片狀材料(4)、固定支架(5)、三角支撐架(6)、三維平移調節臺及調節旋鈕；第一入射雷射束(1-3)經第三聚焦透鏡(2-3)後形成第三匯聚雷射束(3-3)，第二入射雷射束(1-4)經第四聚焦透鏡(2-4)後形成第四匯聚雷射束(3-4);凝膠塗層片狀材料(4)由固定支架(5)支撐並固定在三角支撐架(6)支撐的三維平移調節臺上，通過旋轉三維平移調節臺上的調節旋鈕，來調節雷射束輻照在凝膠塗層片狀材料(4)上的位置。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述三維平移調節臺由X方向一維調節平臺(7)及X方向一維調節旋鈕(8)、y方向一維調節平臺(9)及y方向一維調節旋鈕(10)、z方向一維調節平臺(11)及z方向一維調節旋鈕(12)和三角支撐架(6)組成。
9.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述第一入射雷射束(1-3)和第二入射雷射束(1-4)為至少兩個雷射器同時發出的多束入射雷射束。
專利摘要本實用新型涉及一種雷射輻照製備稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體的裝置。該裝置包括入射雷射束、聚焦透鏡、匯聚雷射束、分光鏡、全反鏡、凝膠塗層片狀材料、三維平移調節臺及調節旋鈕；入射雷射束經聚焦透鏡後、或經分光鏡分成多束光再經聚焦透鏡後變為匯聚雷射束，凝膠塗層片狀材料由固定支架支撐固定在三維平移調節臺上，通過旋轉每個一維調節平臺的一維調節旋鈕，來達到調節雷射束作用在塗覆有凝膠塗層片狀材料的位置。本實用新型其結構簡單、調節方便、操作性強；通過本裝置製備的稀土離子摻雜石榴石結構納米晶體，其結晶度好，製備時間短，分散性好，尺寸更小。
文檔編號C30B29/28GK202865396SQ20122039493
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者馮國英, 李邦興, 周壽桓 申請人:四川大學