硫系玻璃光波导研究进展

硫系玻璃具有超高的非线性折射率、超快的非线性响应、超低的双光子吸收和独特的光敏特性等品质,成为一种新型全光信号处理的理想材料。简介了硫系玻璃材料的基本特性,回顾了硫系玻璃光波导研究历程及其在非线性方面的应用,并对其发展前景进行了展望。     

GeS2-Ga2S3-PbCl2玻璃的三阶非线性光学特性

采用熔融-淬冷法制备了(100-x)(0.8GeS2-0.2Ga2S3)-xPbCl2(x=0,5,10,15,摩尔分数)系列硫卤玻璃,测试了样品的密度、可见-中远红外的透过性以及样品的折射率,并且根据Z扫描测试原理测试了飞秒脉冲下,样品在800 nm波长下的三阶非线性光学特性.结果表明:非线性折射率n2和非线性吸收系数β均随着PbCl2含量的增加而增大,特别是x=15的样品的非线性折射率n2=2.812×10-17m2/W,非线性吸收系数β=4.298×10-11m/W,较传统无重金属参杂硫系玻璃的三阶非线性性能明显提高.     

硫系玻璃微纳光器件研究进展

微纳光器件是指尺寸在微纳米量级的光学器件,具有体积小、可靠性高、耦合效率高、重量轻、设计灵活、易于集成等优点。硫系玻璃作为一种新型的微纳光器件基质材料,具有优良的红外透过性能、极高的非线性系数、较小的双光子吸收系数、超短的非线性响应时间以及组分可调等优势。近年来硫系微纳光器件研究备受关注。回顾了硫系玻璃微纳光器件的研究历程,综述了硫系微纳光纤、微球、光子晶体、微环等几种微纳光器件的研究和发展状况,并对其发展前景进行了展望。     

硫系基质光波导的非线性应用研究进展

随着集成化程度的不断提高,对非线性光波导制备的各种集成光电子器件的研究成为了当前热点。然而,传统基质材料受自身的非线性特性所限,成为制约光波导器件进一步发展的首要问题。介绍了硫系玻璃材料三阶非线性的研究现状。研究表明,硫系原子在强光作用下容易发生电子云畸变,非线性响应时间可达飞秒数量级,且非线性折射率与金属共价键有着重要的关联。从基质种类、制备工艺和非线性应用领域等方面回顾了硫系基质光波导的研究进展。针对目前研究中存在的问题,提出环保型的基质材料、完善的制备工艺和新型的光波导器件将是未来硫系基质光波导的研究方向。     

Sb对GeSb_xSe_(7-x)硫系玻璃的结构和物性的影响

采用熔融–淬冷法制备了GeSbxSe7-x(x=0.4、0.8、1.2、1.6、2.0)系列硫系玻璃,并系统地研究了Sb对玻璃结构和物理性能的影响。拉曼光谱测试结果显示,随着Sb含量增加,玻璃结构逐渐从由Se链或Se环主导转变为由交联的SbSe3/2三角锥结构单元和GeSe4/2四面体结构单元主导,玻璃网络交联程度增加。同时,玻璃的转变温度、密度、弹性模量和折射率都随着Sb含量的增加而增大。透过光谱研究表明,随着Sb逐渐替换Se原子,光学带隙逐步减小。     

GeS_2-Ga_2S_3-AgCl玻璃的光学特性研究

采用熔融-淬冷法制备了摩尔组成为(100-x)(0.85GeS2-0.15Ga2S3)-xAgC l(x=0,5,10,15,20)硫卤玻璃,测试了样品的密度、转变温度、析晶温度、可见到中远红外透过光谱、吸收光谱以及折射率参数,根据Z-扫描测试原理用钛宝石飞秒激光器测试了样品的三阶非线性特性.利用经典的Tauc方程计算了样品光学带隙允许的直接跃迁、允许的间接跃迁及Urbach能量.讨论了玻璃的摩尔折射度、金属标准值、光学带隙、Urbach能量对玻璃样品折射率的影响.结果表明:该系统玻璃具有较宽光谱,从可见到中远红外透过区域(0.46~11.50)μm,可作为潜在的多光谱成像材料.随AgC l含量的增加,玻璃的折射率随着摩尔折射度增大而增大,金属标准值、光学带隙与Urbach能量有减小的趋势,而玻璃的三阶非线性性能得到明显提高.     

利用低硅辉绿岩代替黑页岩和铁矿石配料的体会

研究了低硅辉绿岩的易磨性和易烧性及其配料时熟料的物理力学性能。结果表明,低硅辉绿岩是一种优良的水泥原料,具有较好的易磨性和易烧性,用它替代黑页岩、铁矿石配料,生料磨台时产量平均提高8.2%,回转窑台时产量平均提高5.0%,煤耗平均降低4.1%,受操作的影响熟料强度略有降低。     

重金属氧化物玻璃中双光子吸收的研究

用传统熔融法制备了一系列高重金属氧化物(Bi2O3)含量的Bi2O3-B2O3-SiO2三元系统玻璃.用棱镜耦合仪测量了各个玻璃样品在632.8nm波长下的线性折射率n,结果表明玻璃的n值在1.9~2.1范围内且随着Bi2O3含量的增加而增大,其原因是由于Bi3+离子具有高极化率;用分光光度计测量了各个玻璃样品的线性吸收谱,结果表明玻璃的带隙Eopg值在2.229~2.268eV之间,且随Bi2O3含量的增加而减小.用开孔Z扫描实验测量了各个玻璃样品在770、800、850nm三个波长下的非线性吸收系数β,由于三个测量波长的光子能量hv(1.61,1.55,1.46eV)处于各个玻璃样品的带隙(Eopg)和半带隙(Eopg/2)之间,表明实验中的非线性吸收属于双光子吸收(TPA).实验结果表明:在3个测量波长下,Bi2O3含量最小的样品由于能隙状态的作用而体现出谐振型的TPA,其β值很高((3.6~6.1)×10-12m/W),说明其能应用在光限幅器中.另一方面,Bi2O3含量较高的样品只在770nm波长下才表现出微弱的非谐振类的TPA,并且β值随着Bi2O3含量的增加而增大,这表明它们在全光开光器(AOS)中有极高的应用潜力.     

GexAs20Se80-x玻璃的化学组成对结构和物理性质的影响

本文制备了一系列Ge_xAs₂₀Se_80-x硫系玻璃,旨在了解化学组成和平均配位数对其结构和物理性质的影响。采用棱镜耦合法测量玻璃的折射率,采用分光光度法测量玻璃透射率并根据透射谱得到玻璃的光学带隙。研究发现,当玻璃组成满足完全化学计量配比之前,随着Ge含量的增加,玻璃的折射率随之减小,而光学带隙随之增大。通过测量拉曼光谱并对其进行分解,发现随着玻璃化学组成的改变,其结构中异极键相对数量的变化是合理的;而同极键的数量则与光学带隙和折射率的变化密切相关,主要是由于同极键形成的带尾可以降低玻璃的光学带隙。另一方面,玻璃的各个结构单元及物理性质在满足完全化学计量配比的玻璃组成上出现转变行为,由此可以断定,Ge_xAs₂₀Se_80-x硫系玻璃的化学组成主导着其结构和物理性质。     

In含量对Ge-In-Se薄膜光学特性的影响(英文)

采用磁控溅射法制备了Ge-In-Se硫系薄膜,利用X射线衍射、可见-近红外吸收光谱和Raman光谱分析等技术对Ge-In-Se硫系薄膜的相态、结构和光学特性进行了研究和分析。结果表明:该Ge-In-Se薄膜具有良好的非晶特性。Raman光谱分析表明:[GeSe4]四面体Ge—Se键的高频振动模式是该薄膜的主要振动模式之一,且Ge—Se键的振动强度随着In含量的增加而减小;当In的含量达到13.87%(摩尔分数)时,[GeSe4]四面体消失,而[InSe4]四面体的对称伸缩振动模式成为了主要振动模式。采用Swanepoel方法和经典Tauc方程计算发现:随着In含量增加,该薄膜的短波吸收限红移,折射率逐渐增大,光学带隙逐渐减小。