收藏本站
《武汉理工大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

GeS_2-Ga_2S_3-CdS硫系玻璃体系的制备、结构和性能研究(英文)

王学锋  
【摘要】: 硫系玻璃在很多光子学应用方面是颇具著名和前途的新材料。这些应用方面包括超快全光开关、频率转换器、光学放大器、红外激光器和红外传输光纤等,覆盖了整个民用、医用和军用领域。这主要归因于硫系玻璃具有的如下特性:低的声子能、扩展的红外区、大的折射率、高度光敏感、易制备和加工、好的化学稳定性以及特殊的二阶和三阶非线性光学性能。 本文旨在研究一系列新型的均质GeS_2-Ga_2S_3-CdS准三元硫系玻璃的制备、结构和性能。样品采用传统的熔融-淬冷法制备,并通过XRD、DSC-TG、透可见-红外光谱、拉曼光谱和飞秒光克尔门等测试技术予以表征。同时附加化学稳定性、折射率和密度测试。 实验结果表明:玻璃形成区主要位于富含GeS_2区,CdS的含量高达30mol%以上。所得到的均质玻璃具有高的玻璃转变温度(338-436℃)、优异的热学稳定性、良好的化学稳定性、宽的透明区(0.45-11.5μm)、大的折射率(2.01-2.25)和大的密度(2.68-3.18g cm~(-3))。它们的长波截止边均在12μm附近,归因于Ge-S键和Ga-S键的多声子振动。和氧化物玻璃相比,这些均质玻璃还具有大的超快三阶光学非线性特性。它们可以被广泛的应用于光电子领域。 在GeS_2-Ga_2S_3玻璃中,形成网络骨架的基本结构单元是GeS_(4/2)和GaS_(4/2)四面体,它们通过桥硫连接成三维空间网络。少部分四面体也通过金属-金属同极键(Ge-Ge键和Ga-Ga键)连接。大部分GAS_(4/2)四面体共边连接。Ge~(2+)围绕[GaS_(4/2)]~(1-)四面体作电荷补偿。随着CdS逐渐加入到GeS_2-Ga_2S_3玻璃中,金属-金属键和共边连接的GaS_(4/2)四面体逐渐减少,导致相应共角连接四面体和非桥硫的出现和增加。Cd~(2+)可以溶解到玻璃网络中对非桥硫和存在的少量[GaS_(4/2)]~(1-)四面体作电荷补偿。CdS高的含量可归因于含Ga硫系玻璃中金属-金属键和共边连接四面体的分离。一些玻璃性质随组成的变化可以由相应的结构变化(基于Raman散射光谱)予以详细解释。玻璃中 存在的金属一金属键、结构单元的稳定性和它们互连的类型(共边连接或共 角连接)对于玻璃的性能都存在十分显著的影响。 该玻璃体系中适宜实际应用的最佳组分点是90Geso5GaZS3一scds(in molo,o)。它具有大的密度(一2.539。m--3)和折射率(一2,12)、高的玻璃转变 温度( 430oC)、宽的透明区(0 .46--11 .5卜m)、优异的热学稳定性,并在大 气中和水中均有优异的化学稳定性。它的三阶非线性极化率值在820ntn波 长高达1.0/10--,2。su。光克尔信号的半高宽为150fs,受激光脉宽限制,其 实际的响应时间快于12Ofs。其超快响应主要归因于玻璃中电子云的超快畸 变。它在未来全光开关器件方面具有潜在的应用前景。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TQ171

手机知网App
【共引文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨慧;红外光纤材料硫卤玻璃的组成、结构与性能研究[D];武汉理工大学;2004年
2 毛舜;GeS_2-In_2S_3-CsI硫卤玻璃的组成、结构与性能研究[D];武汉理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张伟达,闵嗣桂,杨涵美;砷碲玻璃的析晶研究及其结构探讨[J];硅酸盐学报;1990年04期
2 余尧楚,杨佩红;硫系玻璃中微量杂质对光性影响的消除和测定(续)[J];玻璃与搪瓷;1988年04期
3 陈国荣,程继健;Si_3N_4对硫系玻璃的热学和力学性质的影响[J];硅酸盐学报;1999年01期
4 杨佩红,毛锡赉,刘建蓉;测温用硫系玻璃红外光纤[J];玻璃与搪瓷;1989年01期
5 陈国荣,程继健;硫系玻璃的N~+离子注入及表面改性研究[J];原子与分子物理学报;1998年04期
6 杜金成,张久明,赵修建;硫系玻璃结构的RMC计算机模拟[J];材料研究学报;1998年02期
7 毛锡赉,杨佩红;硫系玻璃红外光纤芯料的研究[J];光学学报;1985年10期
8 梁振华,程继健;掺铁与铜的硫系玻璃的电学性质与能带结构[J];无机材料学报;1992年02期
9 杨海,褚乃林,韩兆忠,胡国元;含锗硫系玻璃中氧吸收的消除[J];稀有金属;1998年02期
10 程继健,梁振华;Cu-As-Se硫系玻璃的结构研究[J];硅酸盐学报;1988年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈惠广;任和齐;;硫系玻璃材料开发及产品应用[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 沈祥;聂秋华;徐铁峰;戴世勋;王训四;陈燕飞;陈飞飞;;Ge_(20)Sb_5Se_(75)玻璃的三阶非线性吸收系数研究[A];中国硅酸盐学会特种玻璃分会第三届全国特种玻璃会议论文集[C];2007年
3 吴怡;徐铁峰;周勤峰;应祥岳;厉旭杰;王俊;金珍娟;;掺Er~(3+):Ge_(25)Ga_5S_(70)玻璃的Judd-Ofelt参数与光谱性质[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
4 吴怡;徐铁峰;聂秋华;戴世勋;沈祥;王训四;;掺Er~(3+):Ge_(25)Ga_5S_(70)玻璃的Judd-Ofelt参数与光谱性质[A];中国硅酸盐学会特种玻璃分会第三届全国特种玻璃会议论文集[C];2007年
5 冯雷;曾宇;郭海涛;陶光明;陆敏;彭波;韦玮;;Dy~(3+)掺杂的中红外硫系玻璃的光学及结构特性研究[A];第十二届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2009年
6 杨光;任晶;曾惠丹;杨云霞;陈国荣;;Dy~(3+)掺杂Ge-As-Ga-Se硫系玻璃的性质[A];2005中国硅酸盐学会特种玻璃分会学术研讨会会议论文集[C];2005年
7 夏方;章向华;任晶;杨光;H.L.Ma;J.L.Adam;陈国荣;;新型GeS_2-Sb_2S_3-PbS硫系玻璃的成玻与析晶性能[A];2005中国硅酸盐学会特种玻璃分会学术研讨会会议论文集[C];2005年
8 金珍娟;聂秋华;厉旭杰;陈燕飞;王俊;周勤峰;吴怡;;Dy~(3+)掺杂Ge_(25)Ga_5S_(70)玻璃的光谱性质和热稳定性研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
9 陈国荣;;透红外硫系玻璃的被动及主动光学性能研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文集(二)[C];2007年
10 杨志勇;罗澜;陈玮;;Tm~(3+)/Dy~(3+)共掺杂硫系玻璃的近红外发光性能[A];2005中国硅酸盐学会特种玻璃分会学术研讨会会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 张启明;硫系玻璃的光致改性与微光子学器件研究[D];复旦大学;2010年
2 丁丽华;新系统硫系玻璃的制备、性能及应用研究[D];华东理工大学;2011年
3 潘瑞琨;脉冲激光沉积法制备硫系玻璃薄膜的结构与光学性质研究[D];武汉理工大学;2010年
4 林常规;GeS_2基硫系玻璃陶瓷的微晶化机理、可控制备及其性能研究[D];武汉理工大学;2010年
5 龚跃球;GeS_2基玻璃及其薄膜的二阶非线性光学性能研究[D];武汉理工大学;2006年
6 聂佳相;正电子湮灭技术在玻璃性能与结构表征方面的应用[D];华东理工大学;2010年
7 郭海涛;GeS_2基硫系非线性光学玻璃的形成、结构与性能研究[D];武汉理工大学;2007年
8 顾少轩;GeS_2-Ga_2S_3-CdS体系非线性光学玻璃的制备、结构与性能研究[D];武汉理工大学;2006年
9 严昆仑;稀土掺杂光学增益器件的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟伟;硫系玻璃中红外发光及抗辐照性能研究[D];南京邮电大学;2013年
2 吕馨;含纳米颗粒的硫系玻璃材料三阶非线性特性研究[D];宁波大学;2011年
3 王学锋;GeS_2-Ga_2S_3-CdS硫系玻璃体系的制备、结构和性能研究(英文)[D];武汉理工大学;2004年
4 魏淑林;Ho~(3+)离子掺杂硫系玻璃中红外发光特性研究[D];宁波大学;2013年
5 何钰钜;Te基硫系玻璃及微结构光纤的制备和性能研究[D];宁波大学;2013年
6 芦春锋;Pr~(3+)掺杂硫系玻璃的制备及其中红外发光性能研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2013年
7 范鑫烨;Ag颗粒掺杂硫系玻璃的三阶非线性研究[D];宁波大学;2009年
8 龚跃球;硫系玻璃及其薄膜的二阶光学非线性研究[D];武汉理工大学;2002年
9 张鹏;GeS_2-Ga_2S_3-Li_2S玻璃制备及非线性光学性能研究[D];武汉理工大学;2011年
10 邓圣伟;Dy~(3+)单掺、Dy~(3+)/Tm~(3+)共掺硫系玻璃红外发光研究[D];宁波大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026