冕牌光学玻璃

冕牌光学玻璃可以通过熔炼主要由50%到85%重量的B₂O₃、SiO₂和Al₂O₃,9%到40%重量的二价氧化物和其它金属氧化物组成的混合料进行制造。下列混合物说明:B₂O₃合计42%到46%,SiO₂重量占0—3%,Al₂O₃重量占9%到16.5%,混合物中这些氧化物的总浓度由55%到62%,CaO重量占20%到25%,BaO重量占0—3%ZnO和/或CdO重量占0—10%,二价氧化物的总浓度是从23%到35%;以及La₂O₃重量占14%到16%,ZrO₂重量占0—10%和Ta₂O₅重量占0—5%。     

X2O3(X=B、Al、Ga)-K2O(ZnO)-Nb2O5系统玻璃生成及性质

用通常的玻璃熔融浇注或高温水淬火方法,研究了(B、Al、Ga)₂O₃-K₂O(ZnO)一Nb₂O₅系统玻璃生成能力。测定了有关玻璃的折射率、色散、密度及红外透过率等性质。实验结果表明:钾铌酸盐K(NbO₃)比锌铌酸盐Zn₂(Nb₂O₇)易形成玻璃;X₂O₃-K₂O-Nb₂O₅各系统均能形成玻璃。值得注意的是,X₂O₃含量低于30%mol(甚至可低达10%mol)时,仍然能生成玻璃。这时,Nb₂O₅含量按B³⁺、Al³⁺、Ga³⁺顺序而趋向增加(25-45%mol)。其中Al₂O₂和Ga₂O₃钾铌酸盐玻璃红外透过截止波长大于6μm;Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O系统玻璃具有高色散、低折射率等性质,它们的密度与光性相近的其它玻璃相比又比较小。最后,根据玻璃结构参数、键参数、电负性与平均离子半径比的关系等计算结果,推断了Nb⁵⁺的配位数为四和六。Nb₂O₅在Nb₂O₅-X₂O₃-K₂O系统中赋存状态为偏铌酸盐。     

红外分光计:液氦冷却火箭运载圆形渐变泸光器

这里密述ICECAP极光测量计划所用一种红外分光计、从高度45公里到200公里的火箭上取得大气发射光谱,这仪器连续扫描6.75—23.2微米光谱区,扫速为2次扫描/秒,仪器使用一个圆形渐变滤光器(CVF),光谱分辨率从3%到4%.全部光学组件、矽砷探测器、CVF、Irtran6透镜、挡壳、可卸的冷却罩装在一个高真空杜瓦瓶系统内冷却到10k以下,分光计在22微米处噪音等效光谱辐射(NESR)优于1×10^-1(W厘米^-2球面度^-1微米^-1).两次火箭飞行观察到高空大气发射占优势的是9.6—微米O₃和15微米CO₂.     

Na2O-B2O3-Ta2O5系统玻璃红外光谱的研究

本文首次系统地研究了Na₂O—B₂O₃—Ta₂O₅。三元新系统的红外光谱,分析了B₂O₃、Ta₂O₅含量的变化对玻璃结构的影响。结果表明:随着Na₂O/B₂O₃比值的减小,结构中:[BO₄]四面体减小,[BO₃]三角体增加。随着Ta₂O₅含量的增加,[BO₄]四面体的数量增多,非桥氧的数量减少,表明Ta⁵⁺可以连结非桥氧,形成网络。     

具有低折射率、光程与温度无关和高色散的氟化硼硅酸盐玻璃

氟化硼硅酸盐玻璃的特征是折射率低,光程与温度无关和色散高,主要由下列成份(重量%)组成: SiO₂ 14—63 BiO₃ 6—20 Al₂O₃ 5—18 碱氧化物加碱氟化物 8—20 Sb₂O₃ 1.5—32 加上加添的氟,如氟化物当作元素氟 1—12 这次申请是现已放弃于1969.4.28发稿的分类№820007的继续。     

稀土光学玻璃着色的研究

本文系统地测定了第一过渡金属(Fe,Co,Ni,Cu,Cr,Mn 等)离子和稀土(Ce,Pr,Nd,Sm 等)着色离子在 B₂O₃-BaO,B₂O₃-La₂O₃-BaO,B₂O₃-BaO-SiO₂,B₂O₃-BaO-SiO₂-La₂O₃及氟磷等系统玻璃中的吸收光谱。比较了各种着色离子对不同系统玻璃的着色情况。阐述了3d 轨道部分填充的过渡金属离子及具有4f 壳层受5s,5p 电子层屏蔽的 Ce,Pr,Nd,Sm 离子在玻璃中的着色机理。并讨论了玻璃生成体B^a+,si⁴⁺,P⁵⁺阳离子及网络外体离子 La³⁺,F^-对玻璃着色的影响。最后提出了稀土玻璃中稀土杂质含量的允许值。     

激光清洗硅片表面Al2O3颗粒的试验和理论分析

以KrF准分子激光器为激光源,对目前工业上常用的硅片研磨抛光液的主要成分Al₂O₃颗粒进行激光清洗的试验和理论分析。建立一维热传导模型,利用有限元分析软件MSC.MarC模拟硅片表面的温度随激光作用时间和能量密度的分布。通过理论计算,量化了颗粒所受到的清洗力以及其与硅片表面之间的粘附力,理论预测出1 μm Al₂O₃颗粒的激光清洗阈值为60 mJ/cm²。在理论分析的指导下,利用248 nm、30 ns的KrF准分子激光进行单因素试验,研究激光能量密度、脉冲个数、激光束入射角度对激光干法清洗效率的影响,并且实验验证了清洗模型以及场增强效应对激光清洗结果的影响。     

铌硼酸盐玻璃熔体结构和性质的研究

本工作采用高温红外光谱,高温Raman光谱,高温偏光显微镜,以及原子径向分布函数,(RDF),DSC-7差热分析仪,粘度计等技术,研究了Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O系统玻璃的高温熔体结构与性质。根据硼酸盐与铌硼酸盐玻璃高温熔体与常温玻璃结构的对比实验得出了在硼玻璃中,B^Ⅲ-O-B^Ⅳ为缺电子离域大σ键结合,并且,极不稳定。当向硼玻璃中引入Nb₂O₅,随着Nb₂O₅含量增加,将形成稳定的B^Ⅳ-O-Nb化学键,由于熔体中的环状结构逐渐增多,从而改善了玻璃的稳定性和各种机械性质。文章还论述了两类玻璃的析晶速度与其熔体结构和温度的相关性。     

软X线—真空紫外AI2O3光电二极管的研究

Al₂O₃光电二极管由于光谱响应波段较宽,性能稳定,经稀有气体电离室定标后,常用作软X线-真空紫外波段的光谱辐射传递标堆探测器。描述我们研制的Al₂O₃光电二极管的结构原理及Al₂O₃光阴极制备工艺,讨论性能测试方法与装置,给出测试结果。     

VUV稀有气体电离室和Al2O3光电二极管的研究

描述了应用光学实验室研制的 VUV 稀有气体电离室及 Al₂O₃光电二极管的设计、结构和性能,讨论了电离室和光电二极管应用时的测量误差,给出了 Al₂O₃光电二极管的绝对量子效率.     

掺杂BaF2晶体的性能研究

为提高 BaF₂晶体的性能,生长了掺杂 LaF₃、NaF、CeF₃及纯的 BaF₂晶体,测试了其紫外透过谱、X 射线激发发射谱、紫外光激发谱、抗辐照性能及能谱,发现只有掺杂1.0%LaF₃的 BaF₂晶体能大幅度降低慢成份而对快成份影响不大且在10⁵～10⁶rad辐照剂量之下和纯 BaF₂一样在快成份光输出上有抗辐照能力,首次发现掺杂 LaF₃的BaF₂晶体紫外光激发谱中,385nm 处新激发峰。     

CW可调谐单频环形染料激光器β-BaB2O4晶体内腔倍频

本文论述了利用β-BaB₂O₄晶体进行内腔连续波环形染料激光器倍频,获得了可调谐单频紫外相干辐射。在292nm附近,用3WAr⁺激光(全谱线)泵浦,得到非线性转换系数～8.33×10^-4W^-1。通过改变相位匹配角,在288～302nm范围内输出连续可调谐紫外谐波。β-BaB₂O₄晶体角灵敏度～27cm^-1/mrad。     

68.5 W连续输出1 060 nm波段半导体激光列阵模块

利用InGaAs/InGaAsP应变量子阱外延层材料制作出高功率半导体激光列阵模块。激光芯片宽1 cm,腔长1200 μm,条宽200 μm,填充密度为50%,前后腔面光学膜分别为单层Al₂O₃和Al₂O₃/5(HfO₂/SiO₂)/HfO₂,室温连续输出功率达到68.5 W,器件光谱中心波长为1 059 nm,光谱宽度(FWHM)为9 nm。     

铌硼酸盐玻璃熔融态的高温振动光谱

本文首次采用高温Raman光谱和高温红外光谱研究了铌硼酸盐玻璃熔融态的结构。在硼玻璃中,化学键B^Ⅲ—O—B^Ⅳ*是极不稳定的。当热场作用时,处于环结构中的B^Ⅲ—O—B^Ⅳ键将转化为一个较稳定的大混合π键,而连接各集团之间的B^Ⅲ—O—B^Ⅳ的化学键断开。当引入Nb₂O₅时,则集团[NbO₆]和[NbO₄]取代[BO₈]进入网络,在高温状态下[NbO₄]结构的电子云变形,使位于870cm^-1的Raman张量元为零,但骨架没有塌落,同时[NbO₆]失去了O_h群的对称性,出现了新的散射峰,（化学键没有断裂）。本工作建立了铌硼酸盐玻璃熔融态的结构模型。     

B2O3—La2O3—BaO—Nb2O5系统的玻璃生成范围及其性质

本文研究了在B₂O₃-La₂O₃-BaO-Nb₂O₅四元系统中当B₂O₃含量分别为25、30、35wt%时,该系统的玻璃生成范围和它们的光性、密度等变化规律。结果表明,随着B₂O₃含量的增加,系统的玻璃生成范围向贫Nb₂O₅边界扩充,富Nb₂O₅边表现收缩。工作中得出了该系统分别以SiO₂代B₂O₃、Al₂O₃代BaO后的析晶、折射率、色散及密度等性质的变化规律。最后应用该系统研制定型了713/538玻璃。     

铌硼酸盐玻璃网络结构的研究

用径向分布函数和红外光谱分析方法研究了2Nb₂O₅·4B₂O₃·4K₂O和1.5Nb₂O₅·45B₂O₃·3.5K₂O·0.5TiO₂等玻璃的网络结构.得出了铌原子和硼原子的配位数分别为5.8～5.6及3或4.在原子分布函数g(r)和径向分布函数RDF(r)曲线中得出了Nb-O键平均键长为1.92～1.88Å.位于3.11,3.17和3.85Å的其它峰分别是Nb-B,O-O,和Nb-Nb原子对间的距离.红外光谱表明每种玻璃对应的各吸收峰,归结为=B-O(1440和1220cm^-1),≡B-O(1040或920cm^-1),Nb-O(870、730cm^-1)及Nb-O-B(1330cm^-1)的键振动.也就是说,在网络结构中六配位的铌原子与四配位和三配位的硼原子是共存的.这里,四配位的硼分数N₄决定于K₂O和Nb₂O₅的含量.而且与布雷用核磁共振法在B₂O₃-K₂O系统玻璃中的研究结果相符.最后,在对实验数据的分析和计算的基础上提出了NBK玻璃网络结构的一个可能的模型.认为铌硼酸盐玻璃的网络结构是由NbO₅、BO₄和BO₂共同组成的六节和四节环状结构单位元所构成的.     

软X射线辐射测量

在软X射线辐射测量中,和光度学一样,光源标准和探测器标准都同时存在,长春光机所八十年代初,研制了真空紫外光谱区的标准光源;近两年研制了软X射线标准探测器稀有气体电离室和传递标准探测器Al₂O₃光二极管。电离室光谱响应的稳定性和重复性好于±2%;光谱辐射绝对定标的不确定度小于±5%。Al₂O₃光二极管光谱响应稳定性好于±2%,数只二极管的一致性好于±6%。     

LaK747/509光学玻璃的改进

本文着重研究了B₂O₃—La₂O₃—ZnO与B₂O₃—La₂O₃—CdO为基础的多元系统LaK747/509玻璃性能之间的差异,试验了向玻璃中引入氟化铝对玻璃性质的影响,最后在B₂O₃—La₂O₃—ZnO多元系统中,研制成功了无钍、无镉、无钇的LaK₃改进配方。玻璃的光吸收得到了显著改善,去掉了毒害较重的CdO原料,大大降低了生产成本。为LaK₃玻璃的扩大生产及广泛应用,提供了基础及有利条件。     

Ta2O5对B2O3-La2O3-CaO系统玻璃生成范围的影响

本文研究了在B₂O₃—La₂O—CaO三元系统中,当Ta₂0₅的含量分别为5、10、15、20wt%时,该系统的玻璃生成范围.结果表明,随着Ta₂O₅含量的增加,系统的玻璃生成范围向贫B₂O₃,富La₂O₃边界扩充.当Ta₂O₅的含量为10wt%时,玻璃的生成区域最大.通过差热分析确定了玻璃析晶温度,并用X射线衍射进行了物相鉴定.结果表明,随Ta₂O₅取代La₂₃其主结晶相的放热峰或吸热峰的位置变化不同,所析出的结晶物质亦不同.     

G112合金激光熔覆层与A3钢基材间结合强度的研究

用大功率激光器在A₃钢表面涂敷一层具有优异性能的G112合金层。其结合强度是评价熔覆层质量的关键指标。本文主要试验研究了激光熔覆层与基材间的结合强度。结果表明,G112合金激光熔覆层与A₃钢基材间冶金结合强度高于熔覆层的抗拉强度,其抗拉强度大于90MN/m²。