光熱敏折變玻璃的研究

《光熱敏折變玻璃的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、光熱敏折變玻璃的研究Aresearchonphoto·-thermo--refractiveglass崔竹(中國建筑材料科學(xué)研究總院，北京100024)摘要：光熱敏折變玻璃(Photo—Thermo—Refractiveglass，簡稱PTR)是一種硅酸鹽高透過率光學(xué)微晶玻璃，紫外曝光及熱處理后形成的氟化鈉晶體相與未曝光玻璃相之間產(chǎn)生永久性負(fù)折射率調(diào)制，是制造布拉格體光柵的基礎(chǔ)材料之一。本文主要研究了紫外曝光劑量對折射率的影響，隨著曝光劑量的逐漸增加，即便經(jīng)過相同的熱處理，玻璃的折射率調(diào)制差值也逐漸增大，最大可達o．00048，此

2、外還研究了氟離子對折射率溫度系數(shù)的影響規(guī)律。關(guān)鍵詞：光熱敏折變玻璃；微晶玻璃；布拉格體光柵；曝光劑量；熱處理Abstract：Photo—thermo—refractive(PTR)glassisakindofopticalsilicateglassceramicswithhightransmittance，andisoneofthebasicmaterialsmanufacturingvolumeBragggrating．BetweensodiumfluoridecrystalphaseexposedtoUVradiationa

3、ndthermaldevelopmentandunderexposedglassphase，permanentnegativerefractiveindexmodulationoccurs．ThispapermalIllystudiestheinfluenceofUVexposuredosageonrefractiveindex：withthegradualincreaseofexposuredosage，evenafterthesameheattreatment，glassrefractiveindexmodulationdif

4、ferencesalsograduallyincrease，upto000048．ThispaperalsostudiestheinfluenceoffluorineionsonthetemperaturecoefficientofrefractiveindexKeywords：photo—thermo—refractiveglass；glassceramics；volumebragggratings；exposuredosage；thermaldevelopment中圖分類號：TQl71．73文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003—8

5、965(2015)06—0045—031引言近年來，隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展，布拉格體光柵在全息光學(xué)光譜角選擇濾波、激光光束合成、激光光束控制、光電探測及光譜甄別等領(lǐng)域中受到了普遍關(guān)注，潛在應(yīng)用也越來越廣[1-410自上世紀(jì)八、九十年代以來，Glebov等人開始研究光熱敏折變玻璃，通過對紫外輻照，熱處理，光柵結(jié)構(gòu)等原理及工藝的深入研究，制備出空間線對高達2500mm～，1～3mm厚的布拉格體光柵，其絕對衍射效率高達93％舊】。光熱敏折變玻璃作為一種化學(xué)穩(wěn)定性好、機械強度高的硅酸鹽玻璃，具有很高的衍射效率、穩(wěn)定的光柵結(jié)構(gòu)和極高的激光損

6、傷閾值等優(yōu)點，使其在全息記錄和大功率激光器應(yīng)用中具有極高的可行。I!t,n穩(wěn)定性，因而作為布拉格體光柵制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之一的光熱敏折變玻璃的研究愈來愈受到人們的重視[5-710本文主要分析了光熱敏折變玻璃的折射率調(diào)制機理，以及針對基礎(chǔ)玻璃析晶過程的特點，主要研究了紫外曝光劑量對折射率的影響，隨著曝光劑量的逐漸增加，即便經(jīng)過相同的熱處理，玻璃的折射率調(diào)制差值也逐漸增大，此外還研究了氟離子對折射率溫度系數(shù)的影響規(guī)律。2實驗2．1玻璃熔制光熱敏折變玻璃為硅酸鹽系統(tǒng)玻璃，主要組成為(Wt％)：Si0268～71，A12033．6～4，N

7、a2013～17，Zn06～7，A9200．01～O．04，Ce020．01～O．04，Sb2030．02～O15，Sn020～0．05，Br一1．3～2，F(xiàn)一1．5～2。其中Ce02、Br一為紫外光敏劑，Sb203、Sn02為熱敏化劑，Ag：0為晶核劑，F(xiàn)一為氟化鈉晶相的主要成分之一。制備工藝，采用傳統(tǒng)的高溫熔融澆鑄法，原料均為分析純，配合料球磨1．5小時，石英坩堝14600C熔化6小時，澆鑄退火后，選擇無條紋、氣泡的玻璃切裁備用。2．2紫外曝光工藝采用醫(yī)用紫外線殺菌燈進行曝光實驗，波長300nm的功率20瓦、管長50cm、直徑

8、5crn的圓環(huán)面上輻照強度約為0．02J／cm2／s，因此若輻照30秒，玻璃接受的曝光劑量約為0．6J／cm2。2．3熱處理工藝光熱敏折變玻璃的熱處理工藝采用傳統(tǒng)的“兩步法”：1)在較低的溫度下核化，以形成足夠數(shù)量的晶核：2)緩慢升溫至較高的溫度進