Sb-,2-S-,3-微晶摻雜SiO-,2-凝膠玻璃的制備及非線性光學(xué)性能研究.pdf

1、非線性光學(xué)材料在未來光通訊領(lǐng)域有潛在應(yīng)用前景，非線性光學(xué)玻璃由于其在光學(xué)領(lǐng)域的特殊優(yōu)勢受到人們的重視和研究。微晶摻雜玻璃作為非線性光學(xué)玻璃中的一大類，因其具有較大的三階和二階非線性系數(shù)而受到人們的青睞。而根據(jù)前人的研究表明，加入具有大折射率的物質(zhì)有望提高玻璃的非線性性能，因此本文對Sb<,2>S<,3>微晶摻雜SiO<,2>凝膠玻璃的制備與非線性光學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 本文利用綜合熱分析、X射線衍射、高分辨透射電鏡研究了Sb<

2、,2>S<,3>微晶摻雜二氧化硅凝膠玻璃的制備工藝，利用紫外可見近紅外光譜、熒光光譜、三階非線性的OKE技術(shù)、二階非線性的Maker條紋法研究了8b<,2>S<,3>微晶摻雜SiO<,2>凝膠玻璃的非線性光學(xué)性能，并獲得如下主要結(jié)論： 制備了含有Sb<,2>S<,3>微晶的片狀SiO<,2>凝膠玻璃，Sb<,2>S<,3>在SiO<,2>凝膠玻璃中的理論最大摻雜含量為6wt％，晶粒尺寸在2～5nm之間，并隨著熱處理溫度的升高，時

3、間的延長和摻雜含量的增加而長大； Sb<,2>S<,3>微晶摻雜SiO<,2>凝膠玻璃的紫外截止邊隨著晶粒的減小而發(fā)生藍(lán)移現(xiàn)象，具有明顯的量子尺寸效應(yīng)；該玻璃還具有明顯的熒光效應(yīng)，并隨著熱處理時間的延長和溫度的升高，熒光峰發(fā)生紅移并且強度降低； Sb<,2>S<,3>微晶摻雜的SiO<,2>凝膠玻璃具有明顯的三階非線性效應(yīng)，其響應(yīng)時間為260fs，三階非線性系數(shù)為3.848×10<'-13>esu，其超快非線性響應(yīng)歸屬于

4、半導(dǎo)體微晶中費米面附近電子的帶內(nèi)躍遷和顆粒置入基質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域場增強效應(yīng)； Sb<,2>S<,3>微晶摻雜的SiO<,2>凝膠玻璃在熱電極化和電子束輻射下可以觀察到明顯的Maker條紋，在入射角±50～60°，SHG強度出現(xiàn)最大值；熱電極化的最佳極化溫度為170℃；在電子束輻射下，SH強度跟極化條件和微晶的尺寸有很大關(guān)系，并隨著時間的延長發(fā)生緩慢的馳豫，在所研究的條件下，Sb<,2>S<,3>微晶摻雜SiO<,2>凝膠玻璃的二階非