Ga对新型远红外Te基硫系玻璃光学性能的影响

用传统熔融淬冷法制备了新型远红外Te基硫系玻璃(100-x)(GeTe₄)-xGa (x=0, 5, 10 mol%).利用差热分析(DTA)、可见/近红外吸收光谱、红外透射光谱等技术,在GeTe₄玻璃的基础上,通过引入较高配位金属Ga, 研究其对玻璃组成、结构和性能的影响,利用经典的Tauc方程计算了样品光学带隙允许的直接跃迁、允许的间接跃迁及Urbach能量.分析结果表明:在GeTe₄玻璃中引入 关键词： 光学材料 硫系玻璃 光学带隙 红外光谱     

掺铒钙铝硅玻璃的光学带隙

玻璃中稀土掺杂的离子的光谱性质受其周围的玻璃结构和在玻璃基质中的分布影响很大。利用熔融法制备了组分为9S iO2.26A l2O3.65CaO.1.0Er2O3.0.3Yb2O3和分别加入MgO以及La2O3的掺铒钙铝硅玻璃,并研究了其吸收边和光学带隙。计算得出离子填充比随玻璃的平均摩尔质量的增大而减小,同时利用Judd-O felt模型计算出该玻璃体系的Ω2,Ω4和Ω6参数,并进行了分析。随着MgO或La2O3的加入,吸收边向短波长移动,光学带隙增大,同时Ω2和Ω6值也增大。对ln(α)和ω的曲线进行线性拟合可以计算Urbach能量,其值与光学带隙的变化趋势一致。     

PbI2对远红外Te基硫系玻璃光学性能的影响

用传统的熔融淬冷法制备了一系列新型Ge-Te-PbI₂硫系玻璃,并且讨论了玻璃的形成区域. 利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)、可见/近红外吸收光谱、红外透过光谱等技术,研究重金属卤化物PbI₂对Ge-Te硫系玻璃组成、结构和性能的影响. 利用Tauc方程计算了样品的直接和间接光学带隙,根据金属标准和能量带隙理论讨论了玻璃光学带隙与组分变化的关系. 结果表明:PbI₂的引入,提高了Te玻璃的形成能力,而且玻璃的热稳定性良好;随着PbI₂含量的增加,玻璃的密度和折射率均增大,光学带隙减小,短波吸收截止边发生红移,玻璃的红外截止波长基本不变,达到了25 μm. 该系列玻璃可用于制备远红外长波波导器件. 关键词： Te基玻璃 2')" href="#">PbI₂ 光学带隙 红外光谱     

GeS2-Ga2S3-CsCl玻璃的三阶非线性光学性能研究

用传统的熔融急冷法制备了组分为(100-2x) GeS₂-xGa₂S₃-xCsCl (x= 15, 20, 25 mol%)系列硫卤玻璃, 测试了样品玻璃的吸收光谱. 采用Z-扫描方法测试了样品的三阶非线性光学特性. 分析了激光光子能量与玻璃三阶非线性光学特性的关系,并研究了组分变化对玻璃的三阶非线性性能的影响. 研究结果表明,光子能量的少许改变可以使非线性吸收系数在一个较大的范围内变化,随着光子能量的增大, 玻璃的非线性吸收系数β 增大;当光子能量趋近于0.5E_g时, β值趋近于0,玻璃有最佳的品质因子; 玻璃样品中CsCl含量的增加使得玻璃的光学带隙E_g增大,短波截止边蓝移,非线性吸收系数β 减小. 但是由于结构与带隙对光学非线性的影响相反,非线性折射率γ 值变化不大. 该结果表明样品的光学非线性性能由光学带隙和结构两方面因素共同决定,对今后研究全光开关用硫系玻璃具有一定的指导意义和参考价值.     

TeO2-Nb2O5-BaCl2玻璃的结构及光学性能研究

用传统熔融法制备了一种新型的氧氯碲酸盐玻璃:（90-x）TeO₂-10Nb₂O₅-xBaCl₂（x=10,20,30）,用密度比重天平、显微拉曼光谱仪、红外-可见-紫外分光光度计和棱镜耦合仪研究了组分变化对玻璃密度、结构、光学性质、折射率和色散的影响.研究结果表明:随玻璃中BaCl₂含量增加,玻璃密度出现了先增大后减小的现象;玻璃结构中双三角锥体[TeO₄]量减少,三角棱锥体[TeO₃]量增加;玻璃的折射率逐渐减小.新型的氧氯碲酸盐玻璃具有较高的线性折射率n_max=2.02259,非线性折射率N₂=6.8×10^-12esu与三阶非线性极化率χ^（3）=3.7×10^-13esu.制备的新型碲酸盐玻璃在可见和中红外光谱区具有高透过,在近紫外光谱区具有明显的吸收截止波长,且随BaCl₂含量增加吸收截止波长发生了明显的蓝移现象.利用经典的Tauc方程计算了玻璃样品的直接跃迁光学带隙和间接跃迁光学带隙,玻璃的光学带隙随BaCl₂含量增加而增大.     

KCl对GeS_2-Ga_2S_3硫系玻璃光学性能的影响

采用熔融淬冷法制备了GeS2-Ga2S3-KCl系统玻璃,然后测试了样品的厚度、密度、吸收光谱和透射光谱,利用经典的Tauc方程计算了样品光学带隙允许的直接跃迁。结果显示,GeS2-Ga2S3-KCl玻璃拥有较好的物理性能;样品的密度、折射率随着KCl含量增多而减小,而光学带隙则随着KCl含量增加而增大。此外,傅里叶和拉曼红外光谱仪的测试结果表明,随着KCl加入和含量的增加,玻璃基质网络结构发生变化,从而引起相应红外光学性能的改变;同时玻璃拉曼谱出现阶段性的变化,红外截止边带出现了规律性的红移。通过研究KCl含量对基质玻璃的结构影响,给出了硫卤玻璃中基频声子振动与红外多声子吸收截止特性的定量描述,归纳了该类硫卤玻璃的光学性质与基质的依赖关系。     

硼碲酸盐玻璃材料中Er3+光谱性质对组分的依赖关系

采用熔融淬火技术制备了一组Er3+掺杂的变组分硼碲酸盐玻璃材料.测量了玻璃的折射率、吸收光谱及4I13/2→4I15/2跃迁的荧光寿命.利用标准的三参量Judd Ofelt理论对Er3+的光学跃迁性质进行了计算,并对Er3+离子的4I13/2能级的量子效率进行了研究.结果发现,随着样品中TeO2含量的增加样品的折射率变大,三个Judd Ofelt参量中Ω2随着样品组分的改变较明显,而另外两个参量Ω4和Ω6的变化较小.还发现随着TeO2含量的增加4I13/2→4I15/2辐射跃迁几率增大,并且该跃迁的量子效率增加.这一研究结果表明,在硼酸盐玻璃材料中引入TeO2可以有效地改善其中稀土离子的量子效率和辐射跃迁性能.     

新型GeSe2-In2Se3-AgI玻璃性能研究

采用传统熔融-淬冷法制备了一系列新型(100-x)(4GeSe2-In2Se3)-xAgI(x=20,30,40mol%)硫系玻璃样品.利用X射线衍射分析、差热分析、可见-近红外吸收光谱、红外透过光谱、喇曼分析等技术手段研究了该玻璃系统的组成、结构、热稳定性和光学特性等.利用Tauc方程计算出了样品的间接带隙;测试了部分样品在不同升温速率下的差示扫描量热曲线,并采用Kissinger法计算了玻璃样品的析晶活化能.X射线衍射数据表明,该玻璃体系在较宽的组分范围内有良好的非晶特性,成玻范围较宽;差热分析和析晶动力学研究表明,玻璃样品70(4GeSe2-In2Se3)-30AgI具有较好的热稳定性(ΔT=114℃)和较高的活化能(Ea=320.4kJ/mol).随着AgI含量的增加,玻璃的短波吸收限蓝移,并且光学带隙有增大的趋势.此外,红外透过光谱分析表明该玻璃体系具有良好的红外透过性能,其红外截止波长不会随着AgI含量的增加而发生明显变化,皆为16μm左右.     

新型GeSe2-In2Se3-AgI玻璃性能研究

采用传统熔融-淬冷法制备了一系列新型(100-x) (4GeSe₂-In₂Se₃) -xAgI(x=20,30,40 mol%)硫系玻璃样品.利用X射线衍射分析、差热分析、可见-近红外吸收光谱、红外透过光谱、喇曼分析等技术手段研究了该玻璃系统的组成、结构、热稳定性和光学特性等.利用Tauc方程计算出了样品的间接带隙;测试了部分样品在不同升温速率下的差示扫描量热曲线,并采用Kissinger法计算了玻璃样品的析晶活化能.X射线衍射数据表明,该玻璃体系在较宽的组分范围内有良好的非晶特性,成玻范围较宽;差热分析和析晶动力学研究表明,玻璃样品70(4GeSe₂-In₂Se₃)-30AgI具有较好的热稳定性(ΔT=114℃)和较高的活化能(E_a=320.4 kJ/mol).随着AgI含量的增加,玻璃的短波吸收限蓝移,并且光学带隙有增大的趋势.此外,红外透过光谱分析表明该玻璃体系具有良好的红外透过性能,其红外截止波长不会随着AgI含量的增加而发生明显变化,皆为16μm左右.     

宽带隙Ge-Se基硫卤玻璃的制备及其光纤性能

在超低色散零点的红外硫系玻璃光纤的需求背景下,选择两组Ge-Se基的硫系玻璃组分进行对比实验研究。通过对比各组分的特性参数,优化出合适的玻璃组分,并进行光纤拉制。研究结果表明:随着碘的摩尔分数从5%增至40%,玻璃的红外透过性得到显著提高,近红外吸收的截止波长出现明显蓝移,光学带隙逐渐增大,折射率减小,色散零点波长蓝移,玻璃转变温度降低,热膨胀系数逐渐增大;通过截断法得到了2.5～11.5μm光谱范围内的光纤损耗图谱,在5.9μm处的最小光学损耗约为16.9 dB/m。     

Optical characterization of xTiO2-(60 − x)SiO2-40Na2O glasses: II. Absorption edge, Fermi level, electronic polarizability and optical basicity

In the present work different optical properties of xTiO₂-(60 − x)SiO₂-40Na₂O (wt%) optical glasses are determined. The characterization is done over a wide energy range, 0.41-6.2 eV. The refractive index and the extinction coefficient data are used to measure the absorption coefficient of the different glass compositions. Studying the UV-absorption edge, both direct and indirect allowed transitions with their optical energy gaps are carried out. In the same time, the Urbach energy is evaluated. From the extinction coefficient data, the Fermi energy of the glasses is calculated. The molar refraction, electronic polarizability and the optical basicity are obtained using the measured glass refractive indices.     

ZnO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射方法在玻璃基底上成功地淀积ｃ轴取向性好的ＺｎＯ薄膜。经过优化计算，获得并分析了不同氧分压下制备的ＺｎＯ薄膜的折射率ｎ和消光系数ｋ的数值；同时得到了吸收光学带隙Ｅｏｐｔ，用能带模型解释了Ｅｏｐｔ的变化规律。     

GeO2对Eu3+掺杂Bi2O3-B2O3-ZnO玻璃光谱性质的影响

用高温融熔法制备了Eu^3＋掺杂摩尔分数为1％的（60-X）Bi2O3-XGeO2-30B2O3-10ZnO（摩尔分数X=5，10，20，30）系统玻璃。测定了玻璃的差热分析曲线、发射光谱与激发光谱。从发射光谱与稀土Eu^3＋离子光学跃起矩阵元的特点，计算了Eu^3＋光学跃迁的参量Ω2与Ω1。结果显示强度参量Ω2与Ω4随着GeO2量的增加而增加，表明材料的对称性降低，Eu-O键强增加，共价性增加。玻璃的软化温度随GeO2组份的增加而提高。在GeO2摩尔分数达10％时．析晶起始温度与玻璃软化温度的差达最大，约146℃，表明该玻璃的热稳定性最好。     

Structural and optical properties of lithium borobismuthate glasses

Glasses with compositions 25Li₂O-(75−x)Bi₂O₃-x B₂O₃, with 0?x?30 mol%, have been prepared using the melt quenching technique. The density and the molar volume have been determined. IR spectroscopy is used as a structural probe of the nearest neighbor environment in the glass network. The optical transmittance and reflectance spectrum of the glasses have been recorded in the wavelength range 400-1100 nm. The values of the optical band gap E_g^opt for indirect transition and refractive index have been determined for 0?x?30 mol%. The average electronic polarizability of the oxide ion α_o²⁻ and the optical basicity have been estimated from the calculated values of the refractive indices. Variations in the different physical parameters such as the density, molar volume, optical band gap, refractive index, average electronic polarizability of the oxide ion and optical basicity with B₂O₃ content have been analyzed and discussed in terms of the changes in the glass structure.     

TeO2-Nb2O5-YF3 玻璃系统的形成区及性质研究

制备了一种新型的氧卤碲酸盐玻璃:TeO2-Nb2O5-YF3,给出并研究了TeO2-Nb2O5-YF3三元系统的玻璃形成范围。测试了玻璃的密度、折射率、差热(DTA)、拉曼光谱、红外透射光谱以及紫外吸收光谱,通过光谱分析研究了组分含量的变化对玻璃结构及红外透射特性的影响。实验结果表明,TeO2-Nb2O5-YF3玻璃系统具有优良的成玻璃性能和热稳定性等特性,而且在2.8~3.3μm区域内无明显的[OH]基团吸收,在中红外3~5μm区域具有优良透射性能,因此在中红外透射方面具有潜在应用价值。     

具有高机械强度的掺Er3+∶TeO2-Nb2O5玻璃的光谱性质研究

熔制了掺铒碲铌玻璃样品(100-XTeO2-XNb2O5(X=5,10,15,20 mol%)，测试了其密度、折射率、转变温度、析晶温度、维氏机械强度、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命等参量。利用Judd-Ofelt和McCumber理论分别计算了铒离子强度参量Ωt (t=2, 4, 6)和受激发射截面σemi的大小，研究了掺铒碲铌玻璃样品光谱参量对Nb2O5成分的依赖性，并与典型的碲锌钠玻璃（75TeO2-20ZnO-5Na2O）在热学、机械强度、光谱性质和放大品行四个方面进行了比较.     

Optical absorption in PECVD deposited thin hydrogenated silicon in light of ordering effects

We report results obtained from measurements of optical transmittance spectra carried out on a series of silicon thin films deposited by plasma-enhanced chemical vapour deposition (PECVD) from silane diluted with hydrogen. Hydrogen dilution of silane results in an inhomogeneous growth during which the material evolves from amorphous hydrogenated silicon (a-Si:H) to microcrystalline hydrogenated silicon (μc-Si:H). Spectral refractive indices and absorption coefficients were determined from transmittance spectra. The spectral absorption coefficients were used to determine the Tauc optical band gap energy, the B factor of the Tauc plots, E ₀₄ (energy at which the absorption coefficient is equal to 10⁴ cm⁻¹), and the Urbach energy as a function of the hydrogen dilution. The results were correlated with microstructure, namely volume fractions of the amorphous and crystalline phase with voids, and with the grain size.      

Optical properties of Tl2In2Se3S layered single crystals

The optical properties of Tl₂In₂Se₃S layered single crystals have been analyzed using transmission and reflection measurements in the wavelength region between 500 and 1100 nm. The optical indirect transitions with a band gap energy of 1.96 eV and direct transitions with a band gap energy of 2.16 eV were determined from analysis of absorption data at room temperature. Dispersion of the refractive index is discussed in terms of the Wemple–DiDomenico single-effective-oscillator model. The refractive index dispersion parameters – oscillator energy, dispersion energy, oscillator strength and zero-frequency refractive index – were found to be 4.67 eV, 45.35 eV, 1.38 × 10¹⁴ m ^{? 2} and 3.27, respectively. Transmission measurements were also performed in the temperature range 10–300 K. As a result of temperature-dependent transmission measurements, the rate of change in the indirect band gap with temperature, i.e. γ = ?5.6 × 10^?4 eV/K, and the absolute zero value of the band gap energy, E _gi(0) = 2.09 eV, were obtained.     

Eu3+掺杂Bi2O3-TeO2-B2O3-ZnO玻璃光谱性质

测量了Eu3+（1 mol%）掺杂(60-χ)Bi2O3-χ TeO2-30B2O3-10ZnO（χ＝5,10,20,30，摩尔百分比）玻璃的吸收光谱、发射光谱、激发光谱以及声子边带谱.根据稀土离子Eu3+光学跃起矩阵元的特点，从发射光谱获得了Eu3+光学跃起的J-O参数Ω2与Ω4.结果显示,强度参量Ω2随着Bi2O3量的增加与TeO2量的减少而减小，表明材料的对称性提高， Eu-O键强减弱，共价性减弱.随着Bi2O3量的增加，电－声子偶合减弱,材料的热稳定性大幅度提高.