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《武汉理工大学》 2010年
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Ge(S_xSe_(1-x))_2玻璃的组成、结构和光学性能研究

张军  
【摘要】:硫系玻璃具有宽的红外透过窗口、高的线性和非线性折射率及优异的光敏性,在红外探测、可逆光记录媒体、全光开关、无机光刻等领域具有广阔应用前景。考虑到结构和性能的密切关系,对硫系玻璃微结构的探索有着重要的理论和实际意义。基于玻璃具有组成、性能连续可调的特性,本文系统探索了S或Se取代对Ge(SxSe1-x)2玻璃微结构和光学性能的影响规律,并进而选择Ge(S0.8Se0.2)2玻璃探索了其微晶化规律。 针对前人仅分析了Ge(SxSe1-x)2(0=x=0.25)玻璃的拉曼谱演变,本文选用高纯Ge,S和Se(全部5 N)作为原料,采取传统的熔融-淬冷法,通过制备工艺的优化,制备出了组成范围在0≤x≤1的Ge(SxSe1-x)2玻璃。通过拉曼散射技术和正电子湮灭技术探测,表征了Ge(SxSe1-x)2玻璃微结构的演变规律。拉曼研究结果表明S或Se取代并不改变Ge(SxSe1-x)2玻璃的微结构单元构型,仍为四面体单元,即[GeSnSe4-n](n=0,1,2,3,4);但随着S或Se替换,[GeSnSe4-n](n=0,1,2,3,4)四面体在玻璃中的分布发生变化。正电子寿命研究发现当S或Se取代达到某—值时,玻璃的开孔体积最小。折射率表征发现,折射率随组成变化呈现单调线性变化规律;基于Ge(SxSe1-x)2玻璃微结构单元分布演变规律可合理解释该现象。 兼顾可见透过和高非线性性能,选择Ge(S0.8Se0.2)2玻璃,通过热处理工艺的剪裁,探索出了一种具有永久二阶非线性光学性能且可见透过的透红外硫系玻璃陶瓷。可见-近红外透过光谱测试表明,为保持样品良好的透过性能,Ge(S0.8Se0.2)2玻璃在470℃(Tg=468℃)热处理的时间不应超过24小时。通过Maker条纹法测试了制备得到的Ge(S0.8Se0.2)2玻璃陶瓷的二次谐波发生性能,计算得Ge(S0.8Se0.2)2玻璃陶瓷的二阶非线性系数χ(2)最高可达到3.54pm/V。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ171.1

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【参考文献】
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