光致熱敏折射率玻璃的制備及其特性研究.pdf

1、隨著激光技術(shù)和光通信技術(shù)的飛速發(fā)展，作為光譜和空間角度濾波器件的衍射光學(xué)元件的需求量不斷增加。目前，高功率激光系統(tǒng)的研究對(duì)于具有高破壞閾值的光學(xué)元件有著很大的需求。而傳統(tǒng)的表面刻劃式光柵，在超高功率（萬(wàn)瓦量級(jí)）光學(xué)系統(tǒng)中，將會(huì)因?yàn)楣鈻疟旧砥茐拈撝禑o(wú)法滿足超大功率而被損壞。所以擁有高破壞閾值的體光柵引起廣泛地關(guān)注。上世紀(jì)七十年代，在塊狀光敏材料中通過(guò)折射率調(diào)制可以制備體衍射光柵的優(yōu)勢(shì)就很清楚。幾十年來(lái)，不斷有各種光敏材料研制成功：鹵化物銀

2、感光乳液、感光性樹脂、光敏聚合物、光熱塑料、摻有不同價(jià)稀土元素的氧化物、摻鍺的硅玻璃以及光折變晶體等。但是這些材料在處理過(guò)程中會(huì)收縮，并且對(duì)于濕度也很敏感，不能承受高功率激光的輻射。所以制備理想的全息光柵對(duì)材料提出了很高的要求：其應(yīng)該具有與使用激光波長(zhǎng)很好匹配的光譜選擇性、線性傳輸特性、高的分辨率以及低的噪聲、高破壞閾值以及可再利用。本研究針對(duì)這一問(wèn)題，制備了擁有良好光學(xué)性能和高破壞閾值的光致熱敏折射率玻璃，使其可以用于三維全息記錄，制

3、備體布拉格光柵。主要研究?jī)?nèi)容如下： ⑴采用摻氟化物鈉玻璃體系，設(shè)計(jì)出基于SiO2-Na2O-Al2O3-ZnO為玻璃主要成份并摻雜CeO2、AgNO3和NaF等的一系列玻璃配方，在1450℃左右融化，制成擁有良好光學(xué)性質(zhì)的光學(xué)玻璃。然后對(duì)玻璃樣品在520~640℃的溫度條件下熱處理，考察玻璃的析晶特性。并采用X射線衍射分析和差熱分析等手段檢測(cè)微晶成分及樣品的析晶放熱過(guò)程，討論不同配方的析晶特性。 ⑵從助熔劑，晶核劑，氟化

4、物幾個(gè)角度討論了玻璃配方參數(shù)對(duì)樣品析晶特性的影響。得出助溶劑B2O3，在高溫條件下對(duì)粘度降低得效果不大，但是卻容易降低玻璃在低溫狀態(tài)時(shí)的粘度，這樣容易使玻璃在600℃左右的熱處理溫度處軟化。所以在我們的PTR樣品制備中就不再引入B2O3。 ⑶通過(guò)不同晶核劑Ag和Ti的對(duì)樣品析晶性能的對(duì)比，確定Ag是PTR玻璃晶核劑的最佳選擇。通過(guò)對(duì)不同氟化物含量的樣品的析晶特性測(cè)試，得到結(jié)論：當(dāng)F含量較低時(shí)，熱處理后參與形成NaF微晶的量將嚴(yán)重