文献类型：学位论文

中文题名：新系统硫系玻璃的形成和硫系玻璃辐照诱导效应研究

作者：王华[1];

机构：[1]华东理工大学;

导师：顾真安;华东理工大学

授予学位：博士

语种：中文

中文关键词：硫系玻璃;辐照诱导效应;光学透过系数;光学带隙

摘要：本论文根据硫系玻璃在红外光学，光通讯和辐射探测等方面的实用性，分别在硫系玻璃新系统开发，微晶化处理及性能改善以及辐照(强光)诱导效应等方面进行了探索与尝试，以期扩展硫系玻璃的应用领域。 开发了三个系列的新型硫系(硫卤)基体玻璃：gese2-as2se2-cdse-ges2-sb2s3(-ga2s3)-kx以及gese2-ga2se3-ki，得到其形成范围并对其基础光学透过性能和热学性能进行了表征。以析晶峰形状与△t为标准预测gese2(50～60)-as2se3(30～40)-cdse(10～20)附近区域的样品具有较小的析晶趋势，是尝试进行后续微晶化处理的较理想组成。在ges2-sb2s3-ga2s3-kx系统中，由于碱金属卤化物和ga2s3结构的相互作用，使碱金属的引入量增大。实验结果表明，金属卤化物使硫系玻璃透射区域向短波方向扩展。gese2-ga2se3-ki系统的形成区中gese2≥40％并且比例ki/ga2se3处于1～1.5的区域，成玻最为稳定，密度测试和伽玛射线分析证明是微结构[gase3i]的影响。在离子交换的尝试中发现该系统化学稳定性较差，需要加以改善。随后，采用在样品的晶核生成温度区间进行长时间热处理的方法，对部分系统的样品进行了微晶化尝试。针对ge—as—cd—se，gese2-as2se3-pbse和ge-sb-ga-s-kbr系统的不同特点，选取了合适的样品进行微晶化处理，找到了合适的热处理制度，在保证样品合理的光学透过性能的同时提高其热力学性能。 研究了一些常见硫系玻璃系统(如ge—as—se系统)的辐射诱导效应，实验发现玻璃在经γ射线辐照后，密度和热膨胀系数提高，光学带隙变窄，这些变化均可归因于化学键受射线破坏产生的结构变化。化学计量比组成的玻璃样品对辐照的敏感性和成分有着良好的线性关系。而非化学计量比的样品，其敏感性和相关化学键的比例相关。更为重要的是，部分样品的光学透过系数△t最大值和光学带隙△eopt等参数，与所受辐射剂量有良好的线性关系。这个结果表明硫系玻璃可作为辐射剂量计的候选材料。拉曼光谱对辐射前后样品的测试表明，硫系玻璃的辐照诱导效应，在低辐射剂量时主要来源于弱键强结构的破坏。随着辐射剂量提高到一定水平，高键强结构也会被破坏，甚至出现晶化现象。采用改良的z-扫描法研究了在激光照射下硫系玻璃的三阶非线性光学效应。在开孔测试条件下，由于较低的eg，ges2-ga2s3-pbi2系统出现了较强的双光子吸收，而ges2-ga2s3-kbr系统没有出现非线性吸收。闭孔z-扫描测试对两个系统样品均获得了较满意的非线性折射率，其中阳离子极化程度较高的样品非线性折射率也较大。