SiO 2 -Al 2 O 3 -ZnO-Na 2 O（F,Br）体系光热折变玻璃的析晶机理研究

发布时间：2022-02-15 10:27

　　使用"五步法"热定影工艺制备体布拉格光栅,阐述了光热折变玻璃内部的析晶机理,借助拉曼光谱与扫描电镜直观探测到了离子迁移过程与NaF析晶过程,通过掺杂与未掺杂KBr两种组分玻璃的衍射效果以及透过率光谱对比,发现了位于350～600 nm处的吸收带,确定成核过程内部形成的胶体为溴化银与纳米银复合物.该胶体聚合生长为胶团,诱导NaF晶体在其表面析出生长,实现折射率调制.并且从胶体成核阶段、NaF析晶阶段、曝光剂量三个方面探究影响光热折变玻璃内部析晶颗粒的关键因素,研究结果表明:成核过程中[Ag0n·（AgBr）m]胶团大小是决定NaF析晶大小的关键;NaF析晶阶段主要影响析晶颗粒数量而对改变NaF析晶大小作用不大;NaF析晶大小随着曝光剂量出现先减小后增大的现象,在1.8 J/cm²附近出现拐点、析晶颗粒最小. 

【文章来源】：光子学报. 2020,49(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

栅线样貌

各处理阶段PTR玻璃的拉曼光谱经归一化处理后，取1 100 cm-1附近的拉曼峰强度如图3所示，除热处理第2步的峰值出现异常情况外，可以很明显的看出，随着光栅制作步骤的进行，1 100 cm-1附近的峰值存在逐渐下降的趋势，并在热处理前三步有较大变化，此后的热处理对峰值大小影响相对较小.说明在热处理过程中，PTR玻璃内部的Na+、F-离子逐渐向曝光区域移动，并且在前三步胶体析晶过程中，伴随的离子迁移明显，而后两步NaF析晶过程中离子移动速度缓慢.图3 1100cm-1附近的拉曼峰强度

图2 PTR玻璃未处理时和处理完成时拉曼光谱将含KBr的PTR玻璃部分遮挡分区域曝光，如图4所示，曝光区域呈淡黄色，遮挡区域透明无颜色.其曝光区域SEM如图5所示，图中不规则条状物与玻璃表面有关，是抛光与腐蚀留下的坑洼或突起，一般大小在一微米到几十微米不等.图中显示出现球状包络物的时间节点在热处理第4步之后，此时析晶颗粒数量较少，随后开始出现大量析晶，在热处理完成时，发现析晶颗粒在干涉亮条纹区域存在大量聚集，形成光栅的栅线.通过对比拉曼光谱1 100 cm-1附近的峰值强度，可以确定热处理第4步出现的包络物为NaF的析晶颗粒，而未曝光的透明无色区域在整个过程中始终未发现有NaF的析晶产生.

【参考文献】：
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本文编号：3626463