透明红外硫系薄膜非均匀性检测及影响因素

薄膜非均匀性的无损检测对于制备大面积高质量的红外透明薄膜尤为重要。针对红外薄膜光学均匀性难以获取的困难,提出了一种同时获得单层透明红外薄膜厚度和折射率均匀性的无损检测方法。实验上,通过磁控溅射法在二氧化硅衬底上制备了厚度约1.4μm红外透明Ge-Sb-Se硫系薄膜,然后在该薄膜上标定出36个80μm×80μm区域,利用显微傅里叶红外光谱仪测得该36个区域的透射谱,通过分段滤波的方法滤除背景噪声,运用改进的Swanepoel方法计算得到了薄膜每一个区域的厚度和折射率,进而精确获得该薄膜的厚度和折射率均匀性,结果表明精度优于0.5%。     

基于中红外光纤的倏逝波传感研究进展

基于倏逝波原理的光纤传感器因其灵敏度高、响应速度快、成本低等优点,已广泛应用于液体、气体及生物化学传感等诸多领域。与此同时,以碲酸盐玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃和卤化物晶体等为基质材料的中红外光纤因其具有较宽的红外透过范围,近年来在中红外波段传感领域得到了广泛关注。本文首先概述了中红外光纤倏逝波传感原理,介绍了各种中红外光纤基质材料的特点、光纤结构及参数特性,详细综述了其在中红外波段气体、液体和生物化学等领域的传感进展,最后对中红外光纤倏逝波传感器的发展趋势进行了展望。     

硫系玻璃光波导研究进展

硫系玻璃具有超高的非线性折射率、超快的非线性响应、超低的双光子吸收和独特的光敏特性等品质,成为一种新型全光信号处理的理想材料。简介了硫系玻璃材料的基本特性,回顾了硫系玻璃光波导研究历程及其在非线性方面的应用,并对其发展前景进行了展望。     

硫系玻璃光子晶体光纤研究进展

硫系玻璃与石英玻璃相比具有折射率高(2.0～3.5)、声子能量低(小于350 cm-1)、优良的中远红外透过性能、较宽的组分可调等特性.近年来,硫系玻璃光子晶体光纤作为一种新型中红外光子晶体光纤备受关注.回顾了硫系玻璃光子晶体光纤研究历程,从玻璃组成选择、光纤制备与损耗的降低、传输特性和结构设计、色散特性及应用等方面总...     

GeS2-Ga2S3-PbCl2玻璃的三阶非线性光学特性

采用熔融-淬冷法制备了(100-x)(0.8GeS2-0.2Ga2S3)-xPbCl2(x=0,5,10,15,摩尔分数)系列硫卤玻璃,测试了样品的密度、可见-中远红外的透过性以及样品的折射率,并且根据Z扫描测试原理测试了飞秒脉冲下,样品在800 nm波长下的三阶非线性光学特性.结果表明:非线性折射率n2和非线性吸收系数β均随着PbCl2含量的增加而增大,特别是x=15的样品的非线性折射率n2=2.812×10-17m2/W,非线性吸收系数β=4.298×10-11m/W,较传统无重金属参杂硫系玻璃的三阶非线性性能明显提高.     

硫系玻璃微纳光器件研究进展

微纳光器件是指尺寸在微纳米量级的光学器件,具有体积小、可靠性高、耦合效率高、重量轻、设计灵活、易于集成等优点。硫系玻璃作为一种新型的微纳光器件基质材料,具有优良的红外透过性能、极高的非线性系数、较小的双光子吸收系数、超短的非线性响应时间以及组分可调等优势。近年来硫系微纳光器件研究备受关注。回顾了硫系玻璃微纳光器件的研究历程,综述了硫系微纳光纤、微球、光子晶体、微环等几种微纳光器件的研究和发展状况,并对其发展前景进行了展望。     

硫系基质光波导的非线性应用研究进展

随着集成化程度的不断提高,对非线性光波导制备的各种集成光电子器件的研究成为了当前热点。然而,传统基质材料受自身的非线性特性所限,成为制约光波导器件进一步发展的首要问题。介绍了硫系玻璃材料三阶非线性的研究现状。研究表明,硫系原子在强光作用下容易发生电子云畸变,非线性响应时间可达飞秒数量级,且非线性折射率与金属共价键有着重要的关联。从基质种类、制备工艺和非线性应用领域等方面回顾了硫系基质光波导的研究进展。针对目前研究中存在的问题,提出环保型的基质材料、完善的制备工艺和新型的光波导器件将是未来硫系基质光波导的研究方向。     

用于产生超连续谱的硫系光子晶体光纤的色散特性

光子晶体光纤具备的无截止单模、模场面积可调和色散可控的特性,使其在超连续谱的产生中具有独特的优势。超连续谱的产生条件之一,是所使用的光纤须具有高的非线性,而硫系玻璃非线性系数极高,因此利用硫系玻璃光子晶体光纤产生超连续谱的研究备受关注。采用熔融-淬冷法制备Ge23Sb12S65硫系玻璃,并以此为基质设计了用于超连续谱产生的高非线性光子晶体光纤。采用多极法分析光纤孔间距、孔径比d/等对光纤的色散零点位移、色散平坦调控、损耗及模场面积的影响,最终得到当=2m,d/=0.43时,可获得2~4m平坦色散的高非线性光子晶体光纤结构。     

银复合的Ge-In-S-CsI硫系玻璃的非线性光学性能研究

通过真空熔融淬冷法制备了银复合的70GeS2-20In2S3-10CsI硫系玻璃样品,利用Z-扫描技术研究了玻璃样品在800 nm处三阶非线性光学性质,发现引入Ag可提高其折射率n和非线性折射率γ,n从2.204增加至2.4087,γ从23.3×10-18 m2/W增加到30.5×10-18 m2/W,此外非线性响应时间从70 fs增加到79 fs。热处理对玻璃的非线性光学性能的影响研究显示,热处理后样品的γ增加至44.3×10-18 m2/W,是As2Se3玻璃的两倍多。发现析晶后带隙变小(吸收边红移)导致非线性吸收系数β减小,使得样品的品质因子提高至3.3。Ag复合的硫系玻璃及玻璃陶瓷非线性折射率大、品质因子高、非线性响应快,有望用于全关开关等各类非线性光学器件中。     

GeS_2-Ga_2S_3-AgCl玻璃的光学特性研究

采用熔融-淬冷法制备了摩尔组成为(100-x)(0.85GeS2-0.15Ga2S3)-xAgC l(x=0,5,10,15,20)硫卤玻璃,测试了样品的密度、转变温度、析晶温度、可见到中远红外透过光谱、吸收光谱以及折射率参数,根据Z-扫描测试原理用钛宝石飞秒激光器测试了样品的三阶非线性特性.利用经典的Tauc方程计算了样品光学带隙允许的直接跃迁、允许的间接跃迁及Urbach能量.讨论了玻璃的摩尔折射度、金属标准值、光学带隙、Urbach能量对玻璃样品折射率的影响.结果表明:该系统玻璃具有较宽光谱,从可见到中远红外透过区域(0.46~11.50)μm,可作为潜在的多光谱成像材料.随AgC l含量的增加,玻璃的折射率随着摩尔折射度增大而增大,金属标准值、光学带隙与Urbach能量有减小的趋势,而玻璃的三阶非线性性能得到明显提高.