高纯透红外硫系玻璃材料的制备

高性能透红我硫系玻璃材料的开发和应用在很大程度上受到杂质对透过性能影响的制约。本综述系统地阐述了存在于不同硫系玻璃中的杂质之种类、来源、形成过程及其对玻璃透过性能的影响，并介绍了旨在有效地消除杂质、降低玻璃的非本质 原料纯化措施和与此相关的硫系玻璃制备新工艺。     

基于脉冲喷射技术的硫系玻璃光纤制备方法探索

硫系玻璃光纤因具有独特的红外光学特性,在红外成像、激光传输和传感等诸多领域具有广阔的应用前景。目前,硫系玻璃光纤的拉制方法主要包括双坩埚法和预制棒拉制法。其中,双坩埚法装置复杂,预制棒拉制法需要提前制备高质量的预制棒。此外,这两种方法均要求玻璃具有较高的抗析晶能力,限制了硫系玻璃光纤新材料的开发。本工作创新性地将脉冲喷射技术引入到硫系玻璃光纤制备领域,通过硫系玻璃光纤纤芯的拉制,探索该方法在玻璃光纤制备上的可行性。通过对玻璃熔体施加持续性的脉冲扰动,坩埚底部小孔处能产生连续的射流,并且在下落过程中发生凝固,从而获得玻璃纤芯。采用该方法,成功制备了一种组成为Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀的玻璃光纤纤芯。脉冲喷射法具有装置简单、操作容易等优点,通过连续且规律的脉冲和坩埚内外压力差实现硫系玻璃光纤的拉制,与传统依靠重力拉制的方法相比,脉冲喷射法具有更为丰富的调控手段,从而为新型硫系玻璃光纤的制备提供参考。     

远红外Ge-Te-Se硫系玻璃与光纤(英文)

采用传统的熔融–淬冷法制备了系列GexTe65Se(35–x)(x=20,22,23,24;摩尔分数,x%)Te基硫系玻璃。利用X射线衍射、差示扫描量热分析、分光光度计、红外光谱仪等设备研究了玻璃的性能。这些玻璃具有良好的热稳定性和红外透过性能。组分为Ge23Te65Se12,Ge24Te65Se11的玻璃的差示扫描量热曲线中没有出现析晶峰,表明玻璃具有良好的抗析晶性能。组分为Ge24Te65Se11的玻璃的转变温度Tg最高,达到了188℃。这些玻璃样品的红外透过范围都很宽,从近红外的1.8μm到远红外的18μm。通过在玻璃的制备工艺中引入蒸馏提纯工艺可以有效减弱杂质吸收峰对玻璃红外透过性能的影响。最后,选用Ge23Te65Se12玻璃作为包层,Ge24Te65Se11玻璃作为纤芯,采用棒管法完成了具有纤芯包层结构的Ge-Te-Se红外光纤的拉制。     

硫系玻璃红外光纤

本文简述了硫系玻璃的种类、性质以及硫系玻璃原料的常用几种提纯方法,概括介绍了玻璃的熔制以及光纤和传像束的制备方法,并讨论了硫系玻璃光纤在民用、医学、军事领域上的应用及发展前景.     

硫系玻璃红外光纤

本文简述了硫系玻璃的种类、性质以及硫系玻璃原料的常用几种提纯方法,概括介绍了玻璃的熔制以及光纤和传像束的制备方法,并讨论了硫系玻璃光纤在民用、医学、军事领域上的应用及发展前景.     

Dy3+掺杂Ga-Sb-La-S新型硫系玻璃和光纤制备及中红外发光特性

制备了一系列新型Ga2 S3-Sb2S3-La2S3硫系玻璃,研究了玻璃的热学和光学性能;向优化的玻璃中掺杂Dy3+,研究了玻璃的中红外发光性能;基于优化的玻璃组成,拉制了纤芯/包层结构光纤,评估了其作为中红外激光增益介质的潜力.实验结果表明,Ga2S3-Sb2S3-La2S3玻璃具有宽的红外透过范围(约0.7 ～13.6 μm)和高的线性折射率(约2.655 ～2.707),组成为20Ga2 S3-75Sb2 S3-5La2S3的玻璃具有最佳的抗析晶热稳定性.Dy3+掺杂的玻璃在2.95 μm和4.40 μm具有较高的发光量子效率和较大的受激发射截面.拉制的20Ga2 S3-75Sb2S3-5La2 S3∶0.05wt％Dy3 +/20Ga2 S3-74Sb2 S3-6La2 S3光纤透光范围为2～8 μm,其背景损耗＜8 dB/m.在1.32 μm波长激发时,光纤显示出强的中红外发光.这些优异性能表明该玻璃光纤有望成为一种高效的中红外激光增益材料.     

长波红外硫系玻璃制备技术的研究进展

硫系玻璃具有折射率温度系数低、透过谱段范围宽、光学均匀性好、性能可调和易于加工等优点,被视作新一代温度自适应红外热成像系统用核心元件材料,在红外追踪、红外制导、安防监控、辅助驾驶等多个领域具有广阔的应用前景。为了解决极端服役环境对红外材料的需求,硫系玻璃制备技术研究主要涉及以下三个方面:(1)设计开发大尺寸高纯硫系玻璃的制备方法;(2)进行气氛熔制技术探索研究以解决大尺寸硫系玻璃的工程应用需求;(3)将高能球磨、热压等方式引入到硫系玻璃陶瓷制备上,拓展红外光学材料可选范围,提升硫系玻璃极端环境适应能力。本文基于上述三个方面综述了红外硫系玻璃制备技术的研究进展。     

硫系玻璃的研究与应用

硫系玻璃具有许多光、电学上的特殊性质，作为一种非氧化物玻璃越来越受到人们的关注，本文对其光学和热学性能、制备方法及其研究应用进展进行了较为详实的阐述。     

碲卤系红外玻璃光纤的制备及性质

研究了碲卤系中远红外玻璃光纤的制备及性质,提出了制备碲卤系玻璃预制棒的一个改进的方法,用该方法制备出了高透光率的中远红外玻璃,拉制出了在１０．６μｍ附近光损耗约为１０ｄＢ／ｍｒ Ｔｅ３Ｓｅ４Ｉ３玻璃光纤,并测试了这种玻璃纤维的最小抗弯曲率半径。     

Physical Properties of Chalcogenide and Chalcohalide Glasses

The physical properties of glasses in the Ge₃₀As₁₀Se_{(60— x )}Te _x system with x = 25, 28, 30, and 35 at.% Te, the Ge₃₀As₁₀Se₃₀Te_{(30— y )}I _y system with y = 5, 10, 20, and 30 at.% I, the Ge₃₀As₁₀Se₃₅Te_{(25— z )}I _z system with z = 2, 6, 10, and 20 at.% I, and the [Ge₃₀As₁₀Se₃₀Te₃₀]_{(100— w )}I _w system with w = 0, 5, 10, and 20 at.% I have been investigated. The changes in the glass transition temperature, density, coefficient of thermal expansion, hardness, and viscosity are attributed to the delocalized metallic bonding character of Te in the substitution of Te for Se in the Ge-As-Se-Te glass system and the network-terminating role of iodine in the substitution of I for Te in the Ge-As-Se-Te-I glass system, respectively.     

硫系玻璃中光诱导各向异性效应的研究

详细讨论了硫系玻璃中光诱导各向异性研究的历史、测量方法及其动力学特征和硫系玻璃中光诱导各向异性的来源和模型及其应用。     

Third-Harmonic Generation from Some Chalcogenide Glasses

Third-order optical nonlinear susceptibilities (χ⁽³⁾) of some high-refractive-index chalcogenide glasses were evaluated from third-harmonic generation. Compared with oxide glasses whose χ⁽³⁾ has been known, χ⁽³⁾ of the present glasses was higher by an order of magnitude. The addition of selenium drastically increased χ⁽³⁾. The highest χ⁽³⁾ was 1.4 × 10^–11 esu, being comparable with those of high-χ⁽³⁾-organic compounds. Further, χ⁽³⁾ generally increased with increasing density in the present glasses.     

硼硅酸锌玻璃的制备及其发光特性

由于发光玻璃独特的透明性,在激光、光学放大器、光通讯、储能和显示等光电子领域有着广泛的应用.本文利用高温固相法制备出了新型硼硅酸锌:铕掺杂的硼硅酸锌玻璃,讨论了掺杂离子浓度对玻璃发光特性的影响.结果表明Eu2+掺杂的硼硅酸锌玻璃在250～400 nm波长范围可以被很好地激发,有很宽的激发波长范围,发射谱为一个宽带峰,位于450 nm.掺杂不同浓度的Eu2+的硼硅酸锌发光玻璃的激发光谱有所不同,随着掺杂Eu2+浓度的增加,荧光强度增强,但发射光谱峰位置基本没有变化.另外,Eu2+掺杂硼硅酸锌玻璃较易合成,是一种很好的蓝色发光材料,具有较大的应用价值.     

粉体热压法制备As2Se3硫系玻璃研究

本研究尝试将As₂Se₃红外硫系透镜生产过程中产生的块体玻璃废料进行回收利用,首先将清洗后的块体玻璃废料球磨成粉体,然后采用粉体热压技术实现高光学质量As₂Se₃玻璃片的制备。研究了粉体粒度、热压参数对制备的As₂Se₃玻璃光学性能的影响,对比了粉体热压法和熔融淬冷法制备的As₂Se₃玻璃的性能,评估了通过粉体热压途径制备红外硫系玻璃的可行性。结果表明:随着球磨时间的延长,As₂Se₃玻璃粉体的平均颗粒尺寸逐渐减小,且颗粒尺寸的分布趋于更加均匀;使用平均颗粒尺寸为9.7 μm的粉体(球磨10 min),在压力为40 MPa、热压温度为250 ℃、热压时间为10 min的条件下获得的热压玻璃的致密度达到99.8%,其折射率与熔融淬冷法制备的玻璃的折射率接近(在10 μm波长的折射率差仅为0.003),在10 μm波长的透过率达61%(理论透过率为63.7%)。通过进一步提高玻璃粉体的纯度和尺寸均匀性,有望制备出与熔融淬冷法制备的玻璃性能相当的热压玻璃。     

Processing and Characterization of Bulk Chalcogenide Glasses Used for Waveguide Applications

Chalcogenide glasses (ChG) are of interest due to their optical and electronic properties for use in waveguide applications. To assess expected uniformity in films deposited from bulk glass starting materials, the extent of parent bulk glass property variation was evaluated. Resulting structural and optical properties of melt-derived ChG's were investigated using X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, differential thermal analysis and spectrophotometric analysis. The influence of melt size, purification, and other melting conditions on sample homogeneity were quantified and within-melt property variation of bulk glass samples was found to be less than 5% for all parameters examined.     

全光开关用硫系玻璃研究进展

随着人类社会步入高速信息时代,高速的通讯信息系统对材料性能提出了更高要求。详细分析了全光开关器件对非线性光学材料性能的要求,综述了硫系玻璃作为全光开关器件用材料性能方面的优势,并总结了近年来人们对硫系玻璃在全光开关应用方面的研究成果。     

Chalcogenide glass ceramics: A high-performing innovative infrared acousto-optic material

The acousto-optic (AO) characteristics of the 80GeSe₂-20Ga₂Se₃ chalcogenide glass and glass-ceramic (GC) samples at 10.6 μm is compared for the first time in this study. The thermomechanical performance and AO figure of merit M₂ (189 × 10^―18 s³/g) of the GC sample are improved greatly compared with the corresponding base glass. The maximum M₂ value of the GC sample is ∼126 times greater than that of fused silica and ∼1.6 times greater than that of single-crystal germanium. A significant reduction in acoustic attenuation (5 dB/cm) is also observed. The micro-structural results indicated that, the precipitated Ga₂Se₃ crystal grains and the tetrahedral structure in the residual matrix glass jointly reduced the acoustic attenuation of the glass ceramics with a heat treatment time of 15 h and improved the thermomechanical performance. This work suggests that chalcogenide glass-ceramic can be a new type of promising infrared AO material.     

红外夜视仪用精密模压硫系玻璃研究进展

长期阻碍热成像系统获得商业应用的重要原因之一在于昂贵的成本,其中光学部件占很大比重.本综述介绍的低成本、高性能硫系玻璃是取代昂贵的单晶锗应用于热成像仪光学系统的候选材料.采用表面涂抗反射膜的方法可提高玻璃的红外透过率至97%,而通过特定的组成设计和晶化处理在玻璃的网络结构中引入纳米尺度的微晶,可显著改善硫系玻璃的热、机械性能,同时保持原有的红外光学透过性能.用于非晶态材料的精密模压成型工艺则可使加工成本较之用于晶体材料的单点金刚石车削工艺有显著降低,可加工包括球面、非球面和非球面衍射棱镜在内的多种硫系玻璃光学元件.以此为光学部件的标准小型非冷却式非晶硅探测器已研制成功,其性能与以单晶锗棱镜为光学系统的同类探测器相当,全系统温度分辨率达0.1℃.