硫系玻璃中光诱导各向异性效应的研究
Ge25Sb10Se65xSx硫系玻璃的光学和热力学性能研究
中 图 号 ： Ｏ６１２．６ 文 献 标 志 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： １６７３９９６５（２０１９）０１００５３０６
犛狋狌犱狔狅狀犗狆狋犻犮犪犾犪狀犱犜犺犲狉犿犪犾犘狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳犌犲２５犛犫１０犛犲６５?狓犛狓 犆犺犪犾犮狅犵犲狀犻犱犲犌犾犪狊狊犲狊
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犜ａｎｎｅａｌ）均呈 现 增 加 趋 势；热 膨 胀 系 数 从 ８．３６×１０－６Ｋ－１、１．７０×１０－５ Ｋ－１、１．７１×１０－５ Ｋ－１、
１．７５×１０－５ Ｋ－１到１．６３×１０－５ Ｋ－１，呈现出先增大后减小的规律。
关 键 词 ： 硫 系 玻 璃 ；红 外 透 过 率 ；特 征 温 度 ；热 膨 胀 系 数
热仪和热机械分析仪标定了试样的特征温度，并计 算 了 热 膨 胀 系 数。进 而 根 据 实 验 数 据 分 析
了 上 述 参 数 随 硫 含 量 变 化 的 规 律 。 实 验 结 果 表 明 ：少 量 Ｓ 含 量 对 红 外 透 过 率 影 响 不 大 ，而 较 多
Ｓ 含 量 会 导 致 玻 璃 红 外 透 过 率 降 低 。 五 组 玻 璃 红 外 截 止 波 长 为 １２．５μｍ，Ｓ 元 素 的 加 入 有 利 于 消除４．０８μｍ 处 Ｓｅ－Ｈ 峰，玻璃成玻性能良好。随 玻璃试 样 中 硫 元 素 含 量 的 增 加，玻 璃 的 特 征温度 （包 括 玻 璃 转 变 温 度 犜ｇ、起 始 析 晶 温 度 犜ｘ、析 晶 峰 温 度 犜ｐ、应 变 点 犜ｓｔｒａｉｎ 和 退 火 点
ｈｔｔｐ：／／ｘｂ．ｘａｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ｇｅ２５Ｓｂ１０Ｓｅ６５?狓Ｓ狓 硫系玻璃的光学和热力学性能研究
硫系玻璃的研究与应用
硫系玻璃的研究与应用摘要：硫系玻璃具有许多光、电学上的特殊性质，作为一种非氧化物玻璃越来越受到人们的关注，本文对其光学和热学性能、制备方法及其研究应用进展进行了较为详实的阐述。
关键词：硫系玻璃光学性能制备应用1 前言硫系玻璃常被认为是含有一种或多种除氧之外的氧族元素如S、Se、Te等，加上As、Ga之类的电负性较弱的元素而形成的非晶态(玻璃)材料的总称。
此外还可以加上Si、Sn、Pb、B、Zn、Ti、Ag等元素，如果加入一些卤族元素，则称之为硫卤玻璃。
与氧化物玻璃相比，硫系玻璃具有较大的质量和较弱的键强，既能形成极性键又能形成共价键，因此该玻璃并不遵循化学计量比，可以含有较多的S或Se，其中过量的S或Se可以形成共价型长链。
最早仅将As2S3制成玻璃态，用作光学材料是在二次大战以后，由于发展中、远红外热成像、红外被动光学系统等需要才逐渐受到重视。
由于硫系玻璃具有较长的透红外截止波长(>15μm)，故早在上世纪50年代硫系玻璃就开始被用作透红外材料，特别是1960年以后激光技术的迅速发展，促进了自紫外至远红外传输介质的开发，因此自上世纪60年代中期至80年代，实用价值在不断提高。
它的特点在于有较高的转变温度，较好的力学性能，制成的纤维有较好的可挠性，但硫系玻璃的折射率大，瑞利散射强，中红外区本征吸收较大。
硫系玻璃的电学性质研究得很多，而且也取得了有实用价值的新进展。
本文主要概述了硫系玻璃基本的光学、热学性质，综述了硫系玻璃的制造方法，并对其潜在的应用领域做出了阐述。
2 硫系玻璃的光学特性2.1 透过性能硫系玻璃在红外区有很高的透过率，但随成分的变化其光谱性能也不一样。
硫化物玻璃在可见光部分有部分透过，而硒锑化物玻璃在可见光部分没有透过，它们仅仅在近红外和中红外区有透过，在长波区的截止波长大约分别是：硫化物玻璃为12μm、硒化物为15μm、2～3之间，所以其空气/10%～25%，这也同时意味着有较大的瑞利散射。
硫系玻璃的研究与应用
展。
硫 系玻璃 的研 究与应用
济南力诺玻璃制品有限公司 石成利
摘 要 ：硫 系玻 璃具 有许 多 光 、 电学 上的特 殊 性质 ， 为一 种非 氧化 物 玻璃 越来 越受 到人 们 的关 注 ， 文对 作 本
工 程 的一次 性 高投 资产 生疑 惑 。 我们需 要 建筑设 计 师
根 据 工 程 的 实 际地 理 位 置 和气 候 变 化 进 行 合 理 的 计 算 ， 出所 使 用 的节 能 材料 ， 得 这样 才 能够 降低 整 栋 大
厦 终 身 的惊 人 耗 电 费用 。双银 Ｌ ｗ Ｅ镀 膜 中 空玻 璃 Ｏ －
其 光学 和 热学 性能 、 备方 法 及其研 究 应用 进 展进 行 了较 为 详 实的 阐述 。 制
关键词：硫系玻璃 光学性能 制备 应用
１ 前 言
６ ｏ年代 中期 至 ８ ０年代 ， 实用 价值 在不 断 提 高 。它 的
特 点 在 于 有 较 高 的转 变 温 度 ， 好 的 力学 性 能 ， 成 较 制
硫 系 玻 璃 常 被认 为是 含有 一 种 或 多 种 除 氧 之 外 的 氧族元 素 如 Ｓ ｓ 、 ｅ ， 上 Ａ 、 ａ 类 的 电负性 、ｅＴ 等 加 ｓＧ 之 较 弱 的元素 而形 成 的非 晶态 （ 玻璃 ） 料 的总 称 。此 外 材 还 可 以加 上 Ｓ 、ｎ Ｐ 、 、 ｎ Ｔ 、 ｇ等元 素 ， 果 加 入 ｉＳ 、 ｂ Ｂ Ｚ 、 ｉＡ 如
一
了 自紫外 至 远 红 外传 输 介 质 的 开 发 ，因此 自上世 纪
硫系玻璃小述
门窗网报道：硫系玻璃的研究与应用来源：中国门窗信息网发布时间：2009-11-20 点击数：592关键词：设备,摘要：硫系玻璃具有许多光、电学上的特殊性质，作为一种非氧化物玻璃越来越受到人们的关注，本文对其光学和热学性能、制备方法及其研究应用进展进行了较为详实的阐述。
关键词：硫系玻璃光学性能制备应用1 前言硫系玻璃常被认为是含有一种或多种除氧之外的氧族元素如S、Se、Te等，加上As、Ga之类的电负性较弱的元素而形成的非晶态(玻璃)材料的总称。
此外还可以加上Si、Sn、Pb、B、Zn、Ti、Ag等元素，如果加入一些卤族元素，则称之为硫卤玻璃。
与氧化物玻璃相比，硫系玻璃具有较大的质量和较弱的键强，既能形成极性键又能形成共价键，因此该玻璃并不遵循化学计量比，可以含有较多的S或Se，其中过量的S或Se可以形成共价型长链。
最早仅将As2S3制成玻璃态，用作光学材料是在二次大战以后，由于发展中、远红外热成像、红外被动光学系统等需要才逐渐受到重视。
由于硫系玻璃具有较长的透红外截止波长(>15μm)，故早在上世纪50年代硫系玻璃就开始被用作透红外材料，特别是1960年以后激光技术的迅速发展，促进了自紫外至远红外传输介质的开发，因此自上世纪60年代中期至80年代，实用价值在不断提高。
它的特点在于有较高的转变温度，较好的力学性能，制成的纤维有较好的可挠性，但硫系玻璃的折射率大，瑞利散射强，中红外区本征吸收较大。
硫系玻璃的电学性质研究得很多，而且也取得了有实用价值的新进展。
本文主要概述了硫系玻璃基本的光学、热学性质，综述了硫系玻璃的制造方法，并对其潜在的应用领域做出了阐述。
2 硫系玻璃的光学特性2.1 透过性能硫系玻璃在红外区有很高的透过率，但随成分的变化其光谱性能也不一样。
硫化物玻璃在可见光部分有部分透过，而硒锑化物玻璃在可见光部分没有透过，它们仅仅在近红外和中红外区有透过，在长波区的截止波长大约分别是：硫化物玻璃为12μm、硒化物为15μm、碲化物为20μm。
Thz波在硫系波导中的传播特性的研究汇总
分类号：密级：公开U D C：学号：405510811106南昌大学研究生学位论文基于硫系玻璃波导构建的光相位共轭器特性的研究Study on characteristics of Optical Phase Conjugatorsbased on chalcogenide glass waveguide姚松超培养单位（院、系）：理学院物理系指导教师姓名、职称：邹林儿副教授申请学位的学科门类：工学硕士学科专业名称：光学工程论文答辩日期：2014年5月答辩委员会主席：评阅人：2014 年05 月23 日一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。
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学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年月日论文题目姓名学号论文级别博士□硕士□院/系/所专业联系电话E_mail通信地址(邮编)：备注：□公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，年月后公开）在光纤通信系统中，由于光纤色散和非线性克尔（Kerr）效应的影响，其传输速率和容量会受到严重限制。
Ge-S二元体系硫系玻璃的微结构及光学性能研究的开题报告
Ge-S二元体系硫系玻璃的微结构及光学性能研究的开题报告一、选题背景和意义硫系玻璃是一种具有广泛应用前景的材料，其在光通信、光储存、光电输能等领域具有重要作用。
其中，硫族元素硫和硒具有较大的光学非线性效应，可以应用于半导体激光器、光电调制器、全息存储等方面。
而与光学非线性效应密切相关的是硫系玻璃的微结构，因此探究硫系玻璃的微结构与光学性能之间的关系具有重要的理论和应用价值。
二、研究目标本课题旨在研究Ge-S二元体系的硫系玻璃微结构及光学性能，具体包括以下目标：1. 制备一系列Ge-S二元体系硫系玻璃样品。
2. 利用X射线衍射、原子力显微镜、透射电子显微镜等技术对样品的微结构进行表征，探究Ge-S硫系玻璃的微观结构特征。
3. 利用紫外-可见分光光度计、拉曼光谱仪等技术对样品的光学性质进行测试，分析不同微结构特征及其对光学性能的影响。
三、研究内容和方法1. 制备Ge-S二元体系硫系玻璃本研究将采用气氛凝固法制备Ge-S硫系玻璃材料。
首先准备合适的Ge/S摩尔比混合粉末，然后在纯氩气氛下进行热处理，通过控制热处理条件实现样品的制备。
2. 微结构表征利用X射线衍射对样品的结晶状态进行表征，原子力显微镜和透射电子显微镜对样品的微观结构进行表征，以揭示样品的微观结构特征。
3. 光学性能测试通过利用紫外-可见分光光度计测量样品的透射光谱，进一步分析样品的光学性质，并利用拉曼光谱仪对样品的结构进行定量测量。
四、预期成果通过本研究，预期达到以下成果：1. 制备出一系列Ge-S二元体系硫系玻璃样品，为后续的微观结构表征和光学性能测试提供样品基础。
2. 揭示Ge-S硫系玻璃的微观结构特征，比较不同制备条件下的微观结构差异。
3. 分析Ge-S硫系玻璃的光学性质的影响因素，探究不同微观结构特征对光学性能的影响，并为进一步优化硫系玻璃的光学特性提供理论依据。
硫系玻璃中掺杂Nd3+Yb3+的能量转移效应
图1 掺杂Nd3+/Yb3+硫系玻璃的吸收光谱图
首先选择波长为808 nm的激光器作为泵浦源对样品进行处理，得到样品在808 nm波长下的发射光谱图，如图2（a）所示。
图中出现了波长为980 nm和1 060 nm的峰值。
波长为1 060 nm峰值处观察得到随着Yb3+离子浓度的增加此
图2 不同条件下的发射光谱图
能级跃迁图可以清晰的解释上述现象。
图3表示的是Nd3+/Yb3+离子的能量转移机制在能级图中的展现。
图中Nd3+的能级中，4I9/2→2H9/2表示在808 nm激光器的激发下Nd3+的能级跃迁。
当Nd3+离子受到波长为808 nm的泵浦时，会产
图3 激发波长为808 nm，590 nm，473 nm时对应的能级图
同样，利用能级跃迁图来分析。
图3中Nd3+的
4I
→2G9/2表示受到激发波长为473 nm激发下的跃迁过程。
9/2
观察出Nd3+离子的激发态2G9/2正好可以产生两种跃迁使得
能量转移给Yb3+离子。
这两种跃迁分别是Nd3+：2G→4F、
图4 掺杂不同浓度Nd3+/Yb3+硫系玻璃的荧光衰减曲线图
表1 掺杂Nd3+/Yb3+硫系玻璃的荧光寿命以及
能量转移效率表
样品荧光寿命 （μｓ）能量转移率 （％）
０．１Ｎｄ１１９．９ －。
Ge-Se 硫系玻璃的光学性能与特征温度研究
Ge-Se 硫系玻璃的光学性能与特征温度研究坚增运;贾婷婷;许军锋;薛改勤;朱满;常芳娥【摘要】In order to determine the relationship between the composition and glass transition temperature of the metal melt,solve the problem of the amorphous formation ability of metal and the accurate design of the amorphous material components,the optical properties and characteristic temperature of Ge-Se chalcogenide glass were studied.The samples of good compactness of GeSe4 and GeSe8 glass were prepared by the method of the melt-quenched.By the Fourier transform infrared spectrometry,the infrared transmittance of the sample was measured.The refractive index n of the two samples was calculated by the approximate linear relation equation.With the method of differential scanning thermal analysis,the glass transition temperature T g of the sample was measured.The dynamics ideal glass transition temperature T 0g of the specimen was fitted by VFT equation.The results show:The infrared transmittance is about 60%,indicating that the infrared performance is good.The ref ractive index of the GeSe4 and GeSe8 sample in 3 μm and 10 μm are respectively 2.558 5 and 2.463 0,2.599 4 and 2.481 8.The glass transition temperature T g and the dynamics ideal glass transition temperature T 0g of the sample were respectively 161.33 ℃ an d98.99 ℃,161.33 ℃ and 98.99 ℃.%为了确定金属熔体玻璃化转变温度与成分之间的关系，解决金属非晶形成能力和非晶材料成分准确设计的问题，对 Ge-Se 硫系玻璃的光学性能与特征温度进行了研究．通过熔融-淬冷的方法制备出致密性良好的 GeSe4和 GeSe8玻璃试样，利用傅里叶变换红外光谱测定了试样的红外透过率，通过近似关系式计算出这两种试样的折射率 n，采用差示扫描热分析方法获得该材料的玻璃转变温度 T g ，根据 VFT 方程拟合法来确定试样的动力学理想玻璃化转变温度 T 0g ．研究结果表明：试样在2～15μm 波长范围内的红外透过率在60％左右，红外透过性能良好．GeSe4试样和 GeSe8试样在3μm 和10μm 处的折射率分别为2．5585和2．4630、2．5944和2．4818．测定该红外玻璃的实际玻璃转化温度 T g 和动力学理想玻璃化转变温度T 0g 分别为161．33℃和98．99℃，147．85℃和75．76℃．【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】6页(P149-154)【关键词】硫系玻璃;透过率;折射率;玻璃转变温度【作者】坚增运;贾婷婷;许军锋;薛改勤;朱满;常芳娥【作者单位】西安工业大学材料与化工学院，西安 710021;西安工业大学材料与化工学院，西安 710021;西安工业大学材料与化工学院，西安 710021;西安工业大学材料与化工学院，西安 710021;西安工业大学材料与化工学院，西安710021;西安工业大学材料与化工学院，西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TN213硫系玻璃是一种以硫族元素（S、Se、Te，除O外）为主要组分，同时混合引入一些其他金属元素（Ge、Si、As、Sb等）而形成的一种红外光学玻璃［1-3］.与传统的光学玻璃锗比较，硫系玻璃中锗元素的含量较前者要少许多，因此其更适用于低成本的红外热成像探测系统的生产［4］.硫系玻璃还具有较小的折射率温度系数、较小的热差系数、较宽的红外光谱透过特性、适合模压成型和大口径制备（最大直径可达140 mm以上）等特点［5］.因此，自20世纪50年代以来，它已成为可应用于红外热像仪光学镜头的理想候选材料，在军用战舰导航、民用车载夜视和星际探测等领域得到了广泛的应用［6-9］.目前，确定实际玻璃化转变温度Tg和动力学理想玻璃化转变温度T0g的常用方法有实验测定法和计算机模拟法［10-12］，但前提条件是凝固后的熔体必须形成非晶体.前期的研究工作中，由于受到非晶形成能力的影响，研究者们主要采用实验法研究了多元硫系玻璃（如：Ge-Ga-S、Ge33As12Se55、Ge-As-Ga-S、Ga-La-S、Ge-S-I和Ge-As-Se）的特性［13-15］，运用计算机模拟法对二元红外玻璃的光学性能等进行了模拟分析.虽然通过计算机模拟法可以得到形成非晶体的冷速，但该方法使用时要知道相应的势函数，而目前已知的势函数只有一些特定成分纯金属和少数合金的.所以，模拟法和实验法都有局限性，造成的结果就是人们只能获得个别多元合金和纯金属Tg、T0g的计算机模拟值及实验值，绝大部分合金的Tg和T0g是不确定的.如果能得到金属熔体的特征温度，就可以解决目前方法因不能对常用合金的Tg和T0g进行确定，而无法对硫系玻璃的成分和熔炼工艺进行准确设计和有效控制的问题.因此，文中选取二元Ge-Se硫系玻璃作为研究对象，通过对其光学性能研究，解决金属非晶形成能力和非晶材料成分准确设计的问题；通过特征温度的确定，来完善计算机模拟方法所造成的局限性，建立起金属熔体玻璃化转变的特征温度与熔体成分之间的定量关系，进而完善二元硫系玻璃的熔炼工艺.1.1 玻璃试样的制备实验所选原料为块状的高纯锗（99.999%）和硒（99.99%）.挑选无杂质、无裂纹的石英管作为盛料装置，依次用HF酸-去离子水-丙酮-去离子水对试管进行清洗，将清洗干净的试管放在烘箱中烘干；将Ge和Se原料按照化学计量比称好并装入干燥后的石英管中，抽真空，待真空度达到2.3× 10—3Pa左右时，用氢氧焰熔封试管；自制摇摆炉中对原料进行熔融处理，熔融温度约为950℃，熔融时间长达72 h；将炉温降到（820±10）℃左右取出试样空冷或水冷，获得GeSe4和GeSe8玻璃样品.1.2 性能检测样品结构的鉴定选用XRD-6000型X射线衍射仪（X-Ray Diffractomer，XRD）.把制备成功的Ge-Se试样切成厚度为2 mm的薄片，将切好的片状样品在砂纸上逐次打磨，用颗粒度为0.5μm的金刚石研磨膏抛光，测试其红外透过率.光学性能的检测在Spectrum GX型傅里叶变换红外光谱仪上进行.计算折射率需要先知道试样的密度，而后才能根据近似关系式获得折射率.已知密度测试具体操作步骤为称量干燥试样的质量M1，将试样没入盛有去离子水的吊篮中，读取电子天平的测量值M2；利用公式ρ=ρ0×M1／（M1—M2）进行密度计算，确定折射率.玻璃化转变温度采用Mettler Toled公司DSC 823e型试验机测定差示扫描量热（Differential Scanning Calorimeter，DSC）曲线，取一块质量约为5 g的试样，研磨成粒度小于50μm的粉末备用，升温速率R=10℃·min—1，待测样品质量m 约为20 mg，加入样品装置选用铝坩埚.2.1 结构鉴定分析烧制成功的GeSe4和GeSe8玻璃试样的X射线衍射图谱如图1所示，从衍射结果可以看出，所制备的试样具有典型的非晶态物质的结构特征，即具有三个宽化的衍射峰包，类似于液态物质的衍射图谱，表明所制的GeSe4和GeSe8试样均为非晶态物质.2.2 红外透过率及其影响因素GeSe4和GeSe8玻璃试样的红外透过光谱测试结果如图2所示.从图2可以看出，试样在2～15μm的波长范围内红外性能良好，其红外透过率均在60%以上，且GeSe4玻璃试样的红外性能要优于GeSe8玻璃试样.因此，该成分的玻璃可有效应用于3～5μm和8～12μm大气红外窗口.从红外光谱图上还可以看出，随着Se 含量的增加，Ge-Se红外玻璃的透过率呈减小趋势，且在波长λ约为4.55μm时，GeSe4和GeSe8玻璃试样均出现了杂质吸收峰，在波长约为6.32μm时，GeSe4成分的试样依然有杂峰存在.由文献［16］可知，在λ≈4.55μm处形成吸收带对应的官能团一般为Se-H，在λ≈6.32μm处形成吸收带对应的官能团为H—O—H.由此可以判定，玻璃中存在的主要杂质是H元素和O元素.杂质H主要来源于合成硫系玻璃所用的初始原料及器皿，O杂质主要来自于原料（表面）、石英安瓿以及封接过程.此外，还与高纯原料的保存装置和称量过程的快慢程度有关，不论是保存不当还是称量速度过慢，都会致使原料吸收水分而引入H2O分子.因而，在整个实验过程中应合理的控制外界因素对样品本身造成的影响，进而避免杂质的引入.2.3 折射率计算与分析随着玻璃中引入元素原子量的增加，硫系玻璃的红外折射率与密度呈直线上升趋势.由文献［17］可知，硫系玻璃在3μm和10μm处的折射率n与密度ρ的近似线性关系式分别为将所测平均密度代入式（1）和式（2），即可得到GeSe4和GeSe8玻璃试样的折射率n，计算结果见表1.这与文献［18］计算的Ge22As20Se58和Ge20Se65Sb15玻璃在10μm波段的折射率2.494 4和2.584 2相接近，误差较小.从表1可以看出，GeSe8玻璃试样在3μm和10μm处的折射率均大于GeSe4试样所对应的折射率，这是因为密度增大时，玻璃的折射率也会增加.2.4 DSC曲线及特征温度图3（a）和3（b）分别为不同升温速率R（5℃· min—1、10℃·min—1、20℃·min—1、30℃·min—1、40℃·min—1）下测定的GeSe4和GeSe8玻璃试样的差示扫描曲线图，通过曲线可知不同升温速率R对应的玻璃化转变温度Tg也不同.将加热速率R 为10℃·min—1的玻璃转变温度称为实际玻璃化转变温度.所以，GeSe4和GeSe8玻璃试样的实际玻璃化转变温度如图3中的箭头所指，分别为161.33℃和98.99℃.从图3（a）可看出，当升温速率R为20℃·min—1时，DSC曲线会与升温速率为30℃·min—1的DSC曲线有所交叉，这是由实验过程中充入气流的稳定性决定的，稳定性越好，实验误差越小，得到的曲线越光滑. 由文献［19］可知表示当Rh→0时的玻璃化转变温度，即理想的玻璃化转变温度.已知不同升温速率Rh与对应的玻璃化转变温度Tg之间关系式为式中：Rh为升温速率为玻璃转变温度，A、D、为拟合参数.根据式（3）对和D 进行拟合，得到GeSe4和GeSe8试样的拟合参数结果见表2，拟合曲线如图4所示.图4中▲代表不同升温速率所对应的玻璃转变温度，曲线的走向代表Tg随升温速率变化的趋势.结合图3和图4可以看出，实际玻璃化转变温度Tg和理想玻璃化转变温度均会随着R的增加而增加.对比表2和图3可知，拟合参数值是小于Tg值的，且，这与硫系玻璃文献［19］中的结果相吻合.研究结果发现，影响硫系玻璃Tg的主要因素是系统中化学键的总平均键能，总平均键能越高，Tg越大［20-21］.因此，锗与硒含量的相对变化对玻璃转变温度Tg的影响应与平均键能的变化有关.1）通过熔融-淬冷的方法制备的GeSe4和GeSe8块状玻璃试样，在2～15μm的波长范围内其红外透过率在60%以上，红外性能良好.2）GeSe4和GeSe8玻璃试样的实际玻璃转变温度分别为161.33℃和98.99℃，理想玻璃转变温度分别为147.85℃和75.76℃，具有良好的热稳定性和成玻性. 3）测定结果显示GeSe4和GeSe8试样的密度分别为4.30 g·cm—3和4.36g·cm—3，近似计算可得两种成分在3μm处的折射率分别为2.56和2.59，在10μm处的折射率分别为2.46和2.48.简讯西安工业大学将脉冲电弧离子束镀膜技术、非平衡磁控溅射镀膜技术和电子束热蒸发镀膜技术根据薄膜种类进行组合使用，研制出了一种多功能组合光学镀膜机，成功实现了各种光学薄膜、光电功能多层薄膜以及光电微系统的制备。
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第３ ４卷 第 ２期
２０ ０ ６年 ４ 月
玻 璃 与搪 瓷
ＧＬ Ｓ ＆ Ｅ ＡＳ ＮＡＭＥ Ｌ
Ｖｅ ．３ ． １ ４ Ｎｏ ２
Ａｐ ． ０ ｒ ２ ０６
硫 系玻 璃 中光 诱 导 各 向异 性 效 应 的研 究
龚跃球 ， 陶海征 ， 赵修建
（ 武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点 实验室 ， 湖北 武汉 ４ ０ ７ ） ３０ ０
摘要 ： 详细讨论 了 系玻璃 中光诱导各 向异性研究的历史、 硫 测量方法及其动力学特征和硫 系玻璃 中光诱导各向异性的来源和模型及其应用。 关键词 ： 硫系玻璃； 光诱导各 向异性； 光致变暗
中图分类 号 ：Ｑ ７ ． １ Ｔ １１ １ ２ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ０— ８ １２ ０ ）２— ０９— ４ １０ ２ ７ （ ０６ ０ ０ ４ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｔ ｄ ｉ ｇ ｈ ｓ ｒ ， ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｉ ｅ ｉｓ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓｕ ｙｎ ｉ ｏ ｙ ｔ ａ ｕ ｉ ｔ ｏ ｓ ｎ ｋ ｎ ｔ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｎ ｃ ｃ ａ ｉｍ ｏ ｈ ｐ ｏ ｏｎ ｕ ｅ ｆ ｔ ｅ ｈ ｔｉ ｄ ｃ ｄ
为：
Ａ ＝２ ∥一， ） （， （， ＿ ／ ∥＋， ＝ （ｃ／ ） 上） ｘ一 ／
Ａ用来表示光诱导各向异性 的大小 ， 它与时间的函数关系可 以通过重 复开关诱导偏振光来求得 ， 具体有
以下两 种测量 方式 。
３ 测 量 方 法
一
如图 １ 所示 ， 一般有两种方法来表征光诱 导各向异性 的大小 ， 种是通过测量偏 振角度 的大小 ， 另一 种是测量 透射光强度 ５ ２ ０ ０ ０
・ 作者简介 ； 龚跃球 （９ ４ ． ， １７ 一） 男 博士研究生 ， 主要从事非线性光学玻璃 的研究。
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５ ・ ０
玻璃 与搪 瓷
２０ ０ ６血
究。
光诱导各向异性其实是固体中 Ｗｅ ｅ 效应（ ｉｒ ｇｔ 由强线偏振光在固体中引起光诱导各 向异性的现象 ） 在玻
Ｐ ｏ ｏｎ ｕ ｅ ｉｏ ｒ ｐ ｎ Ｃｈ ｌｏ ｅ ｉ ｅ Ｇｌｓ ｅ ｈ ｔ ｉ ｄ ｃ ｄ Ａｎ ｓ ｔ ｏ ｙ ｉ ａｅ ｇ ｎ ｄ ａ ｓ ｓ
Ｇ Ｎ ｕ ｑｕ Ｔ Ｏ Ｈ ｉ ｚｅ ｇ Ｚ Ａ ｉ ｊ ｎ Ｏ Ｇ Ｙ ｅ— ｉ ，Ａ ａ － ｈ ｎ ， Ｈ Ｏ Ｘ ｕ－ ｉ ａ
ａ ｉｏｒｐ ｎ ｔｅ ｈ ｌｏ ｅ ｉｅ ｇａ ｓ ｎｓｔ ｙ ｉ ｈ ｃ ａｃ ｇ ｎｄ ｌｓ ｗｅｅ ｉ ｕ ｓｄ ｎ ｒａ ｄ ｔｉ ｎ ｈ ｒｖｅ ｏ ｒ ｄｓ ｓｅ ｉ ｇｅ ｔ ｅａｌ ｔｅ ｅ ｉｗ． Ｔ ｅ ｒ ｉｓ ｃ ｉ ｈ ｏ ｉ ｎ ， ｇ
ａ ｌ ｉａｉｎ ｎ ｍｏ ｅｓ ｆ ｔ ｅ ｈ ｔｉ ｄ ｃ ｄ ｎ ｓ ｔｏ ｙ ｅ ｅ ｌ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｏ ａ ｉ ｇ ｏ ｈ ｍｐ ｉ ｃ ｔ ｓ ａ ｄ ｆ ｏ ｄｌ ｏ ｈ ｐ ｏ ｏｎ ｕ ｅ ａ ｉｏｒ ｐ ｗ ｒ ａ ｓ ｏ ｉ ｓ ｅ ｃ ｍｐ ｒｎ ｔ ｔ ｅ ｃ ｐ ｏ ｏｎ ｕ ｅ ａ ｋ ｎ ｎ ． ｈ ｔｉ ｄ ｃ ｄ ｄ ｒ ｅ ｉ ｇ
一
收边的变化（ 如光致变暗 、 光漂 白） 和光折射一类不改变光学偏振态的效应 ， 后者是指光诱 导各向异性（ 包括
光诱导二向色性和双折射） 。这两种光诱 导效应具有不 同的来源 、 机制和动 力学特征 。考虑到光致变暗和
光漂白一类标量效应 已经研究得比较透彻 ， 本文主要讨论硫系玻璃 中光诱导各向异性这种张量效应。下面 从研究历史、 ０ ｉ 量方法 、 咀 动力学特征和机制 、 应用等方面加以详细叙说。
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ａｃ ｇ ｎｄ ｌｓ ；ｐ ｏｏｎ ｕ ｅ ｉ ｔ ｐ ｙ ｗｏ ｄ ：ｈ ｌｏ ｅ ｉｅｇａ ｓ ｈ ｔｉｄ ｃ ｄ ａ ｓ ｒ ｙ；ｐ ｏｏｎ ｕ ｅ ａｋ ｎｎ ｎ ｏｏ ｈ ｔｉｄ ｃ ｄ ｄ ｒ ｅ ｉｇ
１ 引言
束偏振光照射到玻璃表面时， 可引起玻璃表面发生光学变化。从外观表现来看 ， 主要是光学透过率或 反射率发生相应的变化。玻璃光照后产生光致结构变化包括光诱导标量效应和张量效应 ， 前者是指光学吸
璃 中的体现 。具体 的说 ， 当用一束偏振光照射到玻璃以后 ， 在玻璃中将引起光诱导二向色性变化 。如果定义
Ｉ 和 分别表示与入射光平行方向和垂直方向的相对透射光的光强强度 ， ／ ／ 用 ∥ 和 Ｊ － 分别表示与入射光方
向分别平行 和垂直方 向的吸收系数的大小 ， 以上 四者与玻璃薄膜 的厚度 ｈ 和光诱导各向异性系数 Ａ的关系
２ 研 究历 史
自从 Ｚｄ ｏ…等人在上世纪 ７ ｈａ ｖ ｎ Ｏ年代末开始研究硫 系玻璃中的光诱导各 向异性 以来 ， 发现了大量有用
的试验数据和结果 ， 如当用线性偏振光照射玻璃时， 可以产生光诱导各向异性结晶和光散射。最近又做了许 多研究并取得 了相应的成果 。 ， 如光诱导旋光二 向色性 的发现 以及对光诱 导偏振光 的传 播 的进一步研
弱。具体地说 ， 一种是用通 过测 量透过 光的偏 振分辨率来表征光