PDF《大尺寸 Ge》

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8 1-) , 男, 西安工业大学副教授, 主要研究方向为硫系玻璃的制备技术及共晶合金凝固理论. E m a i l : x j f e n g

5 0 5@s o h u. c o m. t h i c k n e s so ft h es a m p l ea n di tc a nb ec a l c u l a t e di ft h et h i c k n e s si sg i v e n . A n di n f r a r e dt r a n s m i t t a n c e d e c r e a s e sw h i l et h eg l a s sg e t st h i c k e r . T h ei n c r e a s eo ft h ec o n t e n to fs e l e n i u mi nc h a l c o g e n i d eg l a s s e n h a n c e s t h e i n f r a r e dt r a n s m i t t a n c eo fg l a s s . :chalcogenideg l a s s ;

t h i c k n e s s ;

i n f r a r e dt r a n s m i t t a n c e ;

o p t i c a lu n i f o r m i t y 硫系玻璃是一种以 S, S e和Te为主要组份, 并加入 G e , S b 和Ga等 元素的红外材料[

1 ] . 近年来, 由于硫系玻璃 的光学性能 与红 外单晶 材料 相当[ 2] , 且易于制备大尺寸, 化学稳定性好, 红外透过 范围宽, 因而备受人们关注[

3 ?

5 ] . 随着焦平面阵列和 红外探测技术的发展, 硫系玻璃已成为新一代大口 径温度自适应红外光学镜头的优良候选材料, 可应 用于新型热像仪的开发[

6 ? 8] , 在军、 民用窗口材料中 具有广阔的应用前景[

9 ?

1 0] . 硫系玻璃是通过快冷金属熔体而形成的非晶 态物质, 具有各向同性的特点. 玻璃的均匀性是衡 量其理化性能的指标, 且直接决定了光学仪器的分 辨率. 玻璃的均匀性影响了硫系玻璃的发展和实际 应用[

1 1 ?

1 3 ] . 目前, 国内外关于硫系玻璃的光学非均 匀性报道很多. S CHO T T 公司已生产折射率差异 为1*1 0-6 H 5级光学玻璃[

1 4 ] , 并利用子孔径拼接 技术开发出了检测大尺寸光学材料均匀性的系统. 文献[

1 5 ] 提出利用硫系玻璃的透射影像、 中红外扩 散函 数和调制传递函数(ModulationTransferFunction, M I F) 表征其光学非均匀性. 文献[

1 6] 研 究了具有大的非线性折射率的硫系玻璃, 通过扫描 方法对1.

0 6μ m 处硫系玻璃的非线性折射率和非 线性吸收率进行了测量, 评估了其在电通信方面作 为光学超快转 换设 备的潜在用途, 并发 现GeSeAs玻璃的非线性折射率比 A s

2 S

3 高4倍. 因此, 研 究硫系玻璃的组织成分对均匀性的影响以及分析 玻璃的不均匀性分布对完善硫系玻璃的制备工艺 十分重要. 为了研究硫系玻璃的光学非均匀性, 文中通过 测试大尺寸硫系玻璃样品的红外光谱特性, 分析了 大尺寸硫系玻璃径向非均匀性和厚度对均匀性的 影响, 为进一步制备出高均匀性硫系玻璃提供理论 依据.

1 实验材料及方法 实验采用 传统的熔融淬冷法, 按照Ge23S e

6 7 S b

1 0 化学计量比称取原料锗(99.

9 9 9%) 、硒(99. 9%) 和锑(

9 9.

9 9 9%) 并放入内径为5

0 mm 的高纯石英安瓿中, 抽真空至1*1 0-3 P a , 然后用 氢氧焰熔封;

放入三段式加热智能控温摇摆炉中升 温至9

2 0 ℃, 加热3 0h, 使反应均匀、 充分;

当温度 下降至8

0 0℃时, 取出试样放入2

0 0℃盐浴中淬冷 得到棒状玻璃. 样品后期加工用红外镜头, 厚度为 2~4mm [

1 7 ] 为宜, 低于2mm 材料的强度达不到使 用要求, 厚度大于4mm, 样品的透过率下降, 也不 宜用作镜头. 因此, 文中采用 S T X

2 0

2 A 型金刚石 线切割机, 将棒状玻璃切成直径为5

0 mm, 厚度 分别为2. 0mm、 2. 2mm、 3. 2mm 和4. 2mm 的 饼状薄片并抛光. 采用 X 射线衍射( X R a yD i f f r a c t i o n, X R D) 仪(型号: 日本岛津 X R D