Ge-S基硫鹵玻璃紅外光纖材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、優(yōu)異的透紅外性能使得紅外光纖材料在傳感器、功率傳輸和長(zhǎng)距離通信等領(lǐng)域中具有重大意義.而硫鹵玻璃由于各向同性和結(jié)構(gòu)均勻且在可見(jiàn)光和紅外波長(zhǎng)區(qū)域具有高透光性等優(yōu)點(diǎn)而成為一種理想的紅外光纖材料.該文研究了GeS<,2>-Ga<,2>S<,3>-KCl和GeS<,2>-In<,2>S<,3>-KCl兩種新型硫鹵玻璃紅外光纖基體材料的制備工藝、成玻性能、熱性能、光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)鍵特性.分析了玻璃各項(xiàng)性能隨組成的變化關(guān)系.圍繞組成-結(jié)構(gòu)-性能這一主線

2、,分析了KCl對(duì)于玻璃各種性質(zhì)的影響.在GeS<,2>-Ga<,2>S<,3>-KCl系統(tǒng)中,KCl的最大摻入量為0.6摩爾分?jǐn)?shù).該三元系統(tǒng)的玻璃形成區(qū)是由GeS<,2>-Ga<,2>S<,3>這個(gè)準(zhǔn)二元系統(tǒng)逐漸向KGaS<,3/2>Cl復(fù)雜化合物延伸,在E線的兩側(cè)擴(kuò)展成為一個(gè)狹長(zhǎng)的區(qū)域.<,x>GeS<,2>-(1-x)In<,2>S<,3>二元系統(tǒng)不成玻,但摻入KCl后就可以得到透明的玻璃,B線:0.7GeS<,2-x>In<,2>

3、S<,3>(1-x)KCl上KCl的最小含量達(dá)到0.015.而且玻璃的顏色與玻璃組分的關(guān)系很明顯.GeS<,2>-In<,2>S<,3>-KCl系統(tǒng)玻璃的形成區(qū)是在In<,2>S<,3>/KCl=1/1(組分)的兩側(cè)擴(kuò)展成的一個(gè)狹長(zhǎng)區(qū)域,其中KCl的最高含量可達(dá)到0.45摩爾分?jǐn)?shù)以上.GeS<,2>-Ga<,2>S<,3>-KCl和GeS<,2>-In<,2>S<,3>-KCl兩個(gè)體系的Tg較高,在300~400℃之間;玻璃形成能力很好

4、,η值在0.25~0.3之間.Cl<'->對(duì)玻璃的網(wǎng)絡(luò)起到終止作用,因此KCl使玻璃轉(zhuǎn)變溫度降低.而KCl的含量與玻璃形成能力呈現(xiàn)非線性關(guān)系:隨著KCl的引入,η值先增大后減小.兩個(gè)系統(tǒng)玻璃的透過(guò)波長(zhǎng)范圍約為0.45~11.5μm.隨著KCl的加入,玻璃的透紅外截止波長(zhǎng)沒(méi)有變化,短波吸收限向短波移動(dòng).拉曼光譜表明:KCl與GeS<,2>不發(fā)生相互作用.所研究體系玻璃的結(jié)構(gòu):共用Ga(In)原子的Ga(In)-S鍵和Ga(In)-Cl鍵形