硫系玻璃及其薄膜的二阶光学非线性研究

【摘要】： 随着光通讯的发展和光计算机研究工作的不断展开，对性能优良的二阶非线性光学材料的需求已变得越来越迫切。硫系玻璃作为一种非线性光学材料，具有一系列的优异性能，并将具有广阔的应用前景。 为了探索高性能的二阶非线性光学材料，并根据以前的研究成果发现硫系玻璃中极化区域主要位于表面层，本论文主要研究硫系玻璃及其薄膜的二阶非线性及其它相关性质。首先采用石英管熔封制得了不同砷、锗含量的Ge-As-Se块状玻璃，并测试了其相关性能；接着对样品进行了电子束极化和电场温度场极化，然后用热诱导退极化电流(TSDC)法研究了玻璃的极化机理，并从理论上探讨了极化的宏观和微观机理；还用化学池沉积法和真空蒸镀法分别制备了硫系玻璃薄膜并进行了相关性能检测。 实验结果表明：Ge-As-Se三元体系在富硒区域成玻性能良好，在空气中冷却就可成较大块状的玻璃。样品极化后的结果表明，玻璃中出现了比较明显的TSDC峰，并且用电场温度场极化的效果要比用电子束辐射极化的要好，这表明由于二次电子的发射和吸收电子的存在以及偶极子的定位取向导致硫系玻璃中存在大量的结构缺陷，容易被极化，很有可能具有较强的二阶非线性光学性能。用化学池沉积法制备了Zn_xCd_(1-x)S薄膜，并进行了相关性能检测，结果表明：Zn_xCd_(1-x)S薄膜在0.4＜X＜0.6时既有较大的晶粒尺寸，又有较小的电阻，可望替代部分CdS用于太阳电池中。还尝试用真空热蒸发制备了硫系玻璃薄膜。最后介绍了一种仅通过薄膜的反射和透过光谱来计算薄膜的有关常数的方法。