Ge-P-S硫系玻璃的制备及结构研究

采用熔融急冷法制备 Ge- P- S体系硫系玻璃 ,利用 DTA、XRD、IR、激光 Raman、密度测试、化学稳定性测定等各种研究手段和方法 ,系统研究了 Ge- P- S硫系玻璃的成玻性能、结构与化学稳定性 ,结果表明 ,Ge- P- S体系成玻性能较好 ,玻璃中存在多种多面体微结构单元。 Ge- P- S硫系化学稳定性好 ,有利于玻璃的实际应用。

损伤容限评价硫系玻璃退火温度选择的合理性

硫系玻璃具有塑性变形缺乏以及强度对微缺陷敏感的性能缺点,机械性能差是其作为红外成像系统窗口结构材料的弱点和障碍。退火处理在降低应力、改善光学性能、提高强度、降低脆性以及改善机械性能等方面一直是相对有效的方法。但是,硫系玻璃退火温度选择的合理性一直缺乏行之有效的评价手段。本文以市场认可度高的As40Se60(mol%)硫系玻璃的为例,通过研究退火温度与缺陷容忍能力、能量耗散能力、损伤容限、折射率等参数关系,在不影响材料光学性能的前提下,用损伤容限定量评价退火温度选择的合理性,为硫系玻璃可加工性能的提高及评价提供一种全新的思路。

皮秒激光微制造As_2Se_3玻璃红外增透性表面

采用紫外皮秒激光在As_2Se_3玻璃表面以线扫描形式快速制备大面积周期性点阵式增透微结构,获得了红外透光性能提高的硫系玻璃样品。研究确定了As_2Se_3玻璃的激光刻蚀阈值,并研究设计了合适线扫描工艺方法。所制样品相对于原样在波长11.0μm^12.4μm范围内,透过率平均提高10.0%;波长13.0μm^14.2μm范围内,透过率平均提高5.2%。激光扫描制备方法没有破坏样品表面原有的浸润性,整个制备过程均在空气开放环境下进行,成本低,工艺可控性强,效率高,制备8 mm×8 mm的表面微结构,仅用时3.65 s,且表面微结构单元尺寸及间距可按材料应用需求调控。分析表明,当激光能量较低时,对该硫系玻璃的去除以"冷加工"为主,不会有明显的热效应,得到微结构的硫系玻璃表面元素组成未发生改变;激光能量较高时,会存在一定的热效应,使得刻蚀点出现熔融态,在微坑边缘出现凸起或翻边。

GexAsySe1-x-y硫系玻璃薄膜拉曼光谱分析

采用热蒸镀法，在石英基底上制备了不同化学组分的GexAsySe1-x-y硫系玻璃薄膜，并对其拉曼光谱进行测量，旨在分析化学组分对薄膜内部结构的影响。分析了波数位于100—350cm。范围内薄膜拉曼光谱的演变，用高斯曲线对拉曼光谱进行分峰拟合。结果表明，样品在190cm-1处Ge-Se振动模式随着Ge和As含量的增加而变强；随着平均配位数（McN）的增加，As-Se振动模式减弱，位于225cm-1和250cm-1处的两个拉曼峰逐渐合并，并向高波数区域延伸；在Ge含量高的样品中，170—180cm-1处的拉曼峰是由薄膜内部键缺陷造成的。

Ge-Sb-Se硫系玻璃光纤的CO_2激光导能特性

制备了低杂质吸收的Ge_(20)Sb_(15)Se_(65)硫系玻璃并拉制了不同直径的光纤,进行了10.6μm CO_2激光导能实验。实验结果表明,制备的Ge20Sb15Se65硫系玻璃具有良好的抗析晶特性,在5~11μm波段透过率约为64%。在高功率CO_2激光作用下,Ge20Sb15Se65玻璃光纤端面会出现熔融损伤,原因在于光吸收产生的热堆积导致光纤端面温度快速升高。当光纤直径为800μm、长度为430mm、输入端功率为5267mW时,输出功率最大,为809mW,输出功率密度为161 W/cm^2,传输效率为16%,实验结果与理论计算结果基本相符。

红外光谱椭偏仪测量硫系玻璃As_2Se_3折射率的准确性

采用自制的As_2Se_3玻璃棒,制备了具有不同厚度、背面粗糙度和表面光洁度的样品,借助红外光谱椭偏仪测试了样品折射率,通过光学模型拟合得到了其折射率参数。对比分析了厚度、背面粗糙度和表面光洁度对样品折射率的影响。结果表明:样品厚度、背面粗糙度和表面光洁度都会明显影响椭偏仪的测量精度,其中表面光洁度是关键因素。样品厚度应控制在1~3mm,同时增大样品背面粗糙度和样品表面光洁度,可显著提高椭偏仪的测试精度。