Si-Na-Al-Zn体系光热敏折变玻璃的制备以及银团簇诱导析晶的研究
发布时间：2021-09-06 23:10
光热敏折变（Photo-thermal-refractive,PTR）玻璃因具有在紫外辐射及热处理条件下可实现折射率的调制而被用于体光栅。目前,市场上基于PTR玻璃制作光栅元件的主要问题是材料热处理后的折射率调制度普遍较低,较低的折射率调制度和衍射效率严重限制了PTR玻璃的应用前景。Ag0团簇诱导析出的NaF晶体直接影响其折射率调制度及衍射效率,而Ag0团簇的尺寸、数量主要由玻璃基质特性、紫外曝光和热处理等因素决定。本文选取Si-Na-Zn-Al体系作为PTR玻璃基质,Ce3+和Ag+分别作为光敏因子和热敏因子;通过优化配方、紫外曝光剂量与热处理条件,研究了硼掺和碱稀土光热敏折变玻璃中Ag0团簇的析出及其对玻璃的透过率和析晶等性能的影响。并通过对基于PTR玻璃制作的体Bragg光栅干涉条纹写入情况的表征,研究了体光栅中Na、F、Ag等元素的分布情况。利用透过光谱、吸收光谱、荧光光谱,TEM、SEM等检测手段,对不同配方的PTR玻璃中Ag0团簇的转变以及其诱...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PTR玻璃光敏原理图
者更高波长的射线辐照下，玻璃会的产生感光现象，这就是最初的玻璃光敏性[17]。Sto作光致乳浊玻璃、光敏着色玻璃等所用的处理工艺非常成功，也因此奠定了全息记录材R 玻璃的制备及处理工艺；后来，由 Vavilov State Optical Institute 在 Corning 公司的光敏玻璃的基础上研制了最早的一批光热敏折变玻璃；在上世纪八十年代末九十年代出，前科学家现任美国佛罗里达中央大学（University of Central Florida，UCF）的 L.B.Glebo提出在 Si-Na-Al-Zn 体系的硅酸盐玻璃中加入光敏因子（Ce3+）和成核因子（Ag+），通过熔融的方法制备了性能优异的光热敏折变玻璃，这种玻璃在 UV 曝光及热处理后，玻璃会发生微晶化（Li2O SiO2）致使其折射率发生改变，其调制度可达到 10-4，因此这类记料开始运用到体 Bragg 光栅的制备当中[18]。2001 年 Nikonorov 课题组首次展示了溴（Br-）对氟化物-Si-Na-Al-Zn 体系的 PTR 玻璃aF 晶体生长过程的影响情况并提出只有在 PTR 玻璃成分中加入溴化物添加剂，氟化钠晶能生长的理论。图 1.2 所示为溴-氟化物-PTR 玻璃的光致结晶过程。
可接受各种机械加工，包括研磨、抛光、非球面生产，拉伸等成型技术。此同时，ITMO 大学（俄罗斯圣彼得堡）为了开发新的 PTR 玻璃，接着还研究化物-硅酸盐 PTR 玻璃，以及其制作的全息衍射光学元件。后来，2003 年德国 M.C.Wengler 教授又提出 Si-Li-Al 体系的 PTR 玻璃，但其制作的体光栅的衍射[20]。04 年 L.B.Glebov 课题组对析晶相为 NaF 的 PTR 玻璃和体光栅在不同条件下激研究[21]。研究结果表明，对于有检测到的 Pt 杂质的 PTR 样品，损伤阈值为 3有检测到的 Pt 杂质的 PTR 样品，损伤阈值大于 42 J/cm2。因此，由 PTR 玻璃学元件完全可以适用于大功率脉冲激光系统。次年，L.B.Glebov 课题组利.9 J/cm2的紫外光对 PTR 光纤进行辐照，并成功利用分光器将 UV 光分成两束，产生干涉交叉条纹，实现了在 PTR 光纤中记录了布拉格光栅。图 1.3 为利用紫记录光纤布拉格光栅的示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光热处理对Si-Na-Zn-Al系光热敏折变玻璃中银团簇析晶的影响[J]. 姚翔,郑锐林,王中跃,李鹏,韦玮. 光学学报. 2019(07)
[2]曝光剂量与体布喇格光栅衍射特性的研究[J]. 熊宝星,张桂菊,邹快盛. 光子学报. 2018(07)
[3]光热敏折变玻璃的体布拉格光栅热特性理论研究[J]. 李志永,谭荣清,黄伟,叶庆,韩高策,柯常军,李辉. 红外与激光工程. 2017(08)
[4]光热敏折变玻璃的研究[J]. 崔竹. 中国建材科技. 2015(06)
[5]关于分振幅等倾双光束干涉条纹反衬度的讨论[J]. 范希智,祝霁洺. 光学仪器. 2014(01)
[6]光热折变玻璃的研究进展[J]. 何艳艳,徐业彬. 应用激光. 2013(01)
[7]基于光热敏折变玻璃的透射型体布拉格光栅角度选择性研究[J]. 吴青晴,张翔,封建胜,吴尚,张桂菊,邹快盛,袁孝. 光学学报. 2012(12)
[8]组成对高硼硅玻璃粘度和膨胀系数的影响[J]. 王衍行,祖成奎,陈江. 功能材料. 2012(21)
[9]光热敏折变玻璃及其布拉格体光栅特性研究[J]. 熊宝星,袁孝,张翔,封建胜,张桂菊,邹快盛. 光学学报. 2012(08)
[10]锡与铅在建筑陶瓷坯体、釉料及微晶玻璃中的作用与影响[J]. 戴长禄,杨勇,杨明. 佛山陶瓷. 2011(04)
硕士论文
[1]Sn2+-Dy3+共掺氟磷酸盐玻璃的制备及性能研究[D]. 陆强.南京邮电大学 2018
[2]含银纳米颗粒玻璃的光学性能研究[D]. 李蔚.西安电子科技大学 2013
[3]光热敏折变玻璃的制备及其Bragg体光栅特性研究[D]. 熊宝星.苏州大学 2012
[4]光热敏微晶玻璃研究[D]. 张晓亮.长春理工大学 2010
[5]光致热敏折射率玻璃的制备及其特性研究[D]. 张昱.华中科技大学 2008
[6]重铬酸盐明胶和卤化银全息记录材料衍射率机理研究[D]. 任宇芬.中南大学 2005
本文编号：3388362
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PTR玻璃光敏原理图
者更高波长的射线辐照下，玻璃会的产生感光现象，这就是最初的玻璃光敏性[17]。Sto作光致乳浊玻璃、光敏着色玻璃等所用的处理工艺非常成功，也因此奠定了全息记录材R 玻璃的制备及处理工艺；后来，由 Vavilov State Optical Institute 在 Corning 公司的光敏玻璃的基础上研制了最早的一批光热敏折变玻璃；在上世纪八十年代末九十年代出，前科学家现任美国佛罗里达中央大学（University of Central Florida，UCF）的 L.B.Glebo提出在 Si-Na-Al-Zn 体系的硅酸盐玻璃中加入光敏因子（Ce3+）和成核因子（Ag+），通过熔融的方法制备了性能优异的光热敏折变玻璃，这种玻璃在 UV 曝光及热处理后，玻璃会发生微晶化（Li2O SiO2）致使其折射率发生改变，其调制度可达到 10-4，因此这类记料开始运用到体 Bragg 光栅的制备当中[18]。2001 年 Nikonorov 课题组首次展示了溴（Br-）对氟化物-Si-Na-Al-Zn 体系的 PTR 玻璃aF 晶体生长过程的影响情况并提出只有在 PTR 玻璃成分中加入溴化物添加剂，氟化钠晶能生长的理论。图 1.2 所示为溴-氟化物-PTR 玻璃的光致结晶过程。
可接受各种机械加工，包括研磨、抛光、非球面生产，拉伸等成型技术。此同时，ITMO 大学（俄罗斯圣彼得堡）为了开发新的 PTR 玻璃，接着还研究化物-硅酸盐 PTR 玻璃，以及其制作的全息衍射光学元件。后来，2003 年德国 M.C.Wengler 教授又提出 Si-Li-Al 体系的 PTR 玻璃，但其制作的体光栅的衍射[20]。04 年 L.B.Glebov 课题组对析晶相为 NaF 的 PTR 玻璃和体光栅在不同条件下激研究[21]。研究结果表明，对于有检测到的 Pt 杂质的 PTR 样品，损伤阈值为 3有检测到的 Pt 杂质的 PTR 样品，损伤阈值大于 42 J/cm2。因此，由 PTR 玻璃学元件完全可以适用于大功率脉冲激光系统。次年，L.B.Glebov 课题组利.9 J/cm2的紫外光对 PTR 光纤进行辐照，并成功利用分光器将 UV 光分成两束，产生干涉交叉条纹，实现了在 PTR 光纤中记录了布拉格光栅。图 1.3 为利用紫记录光纤布拉格光栅的示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光热处理对Si-Na-Zn-Al系光热敏折变玻璃中银团簇析晶的影响[J]. 姚翔,郑锐林,王中跃,李鹏,韦玮. 光学学报. 2019(07)
[2]曝光剂量与体布喇格光栅衍射特性的研究[J]. 熊宝星,张桂菊,邹快盛. 光子学报. 2018(07)
[3]光热敏折变玻璃的体布拉格光栅热特性理论研究[J]. 李志永,谭荣清,黄伟,叶庆,韩高策,柯常军,李辉. 红外与激光工程. 2017(08)
[4]光热敏折变玻璃的研究[J]. 崔竹. 中国建材科技. 2015(06)
[5]关于分振幅等倾双光束干涉条纹反衬度的讨论[J]. 范希智,祝霁洺. 光学仪器. 2014(01)
[6]光热折变玻璃的研究进展[J]. 何艳艳,徐业彬. 应用激光. 2013(01)
[7]基于光热敏折变玻璃的透射型体布拉格光栅角度选择性研究[J]. 吴青晴,张翔,封建胜,吴尚,张桂菊,邹快盛,袁孝. 光学学报. 2012(12)
[8]组成对高硼硅玻璃粘度和膨胀系数的影响[J]. 王衍行,祖成奎,陈江. 功能材料. 2012(21)
[9]光热敏折变玻璃及其布拉格体光栅特性研究[J]. 熊宝星,袁孝,张翔,封建胜,张桂菊,邹快盛. 光学学报. 2012(08)
[10]锡与铅在建筑陶瓷坯体、釉料及微晶玻璃中的作用与影响[J]. 戴长禄,杨勇,杨明. 佛山陶瓷. 2011(04)
硕士论文
[1]Sn2+-Dy3+共掺氟磷酸盐玻璃的制备及性能研究[D]. 陆强.南京邮电大学 2018
[2]含银纳米颗粒玻璃的光学性能研究[D]. 李蔚.西安电子科技大学 2013
[3]光热敏折变玻璃的制备及其Bragg体光栅特性研究[D]. 熊宝星.苏州大学 2012
[4]光热敏微晶玻璃研究[D]. 张晓亮.长春理工大学 2010
[5]光致热敏折射率玻璃的制备及其特性研究[D]. 张昱.华中科技大学 2008
[6]重铬酸盐明胶和卤化银全息记录材料衍射率机理研究[D]. 任宇芬.中南大学 2005
本文编号：3388362
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