紫外光纖包層玻璃的制備與性能研究.pdf

1、激光技術是上世紀與原子能、半導體及計算機齊名的四大發(fā)明之一，由于兼具良好的單色性、相干性、方向性和高能量密度的特征，激光自問世至今，其應用已非常廣泛。也正因為如此，光導纖維作為激光的傳輸介質在近年來的科技發(fā)展中發(fā)揮了越來越大的作用。玻璃是制造光導纖維的基本材料，對制造光導纖維的玻璃光學參數(shù)，玻璃物化性能的要求均很高，因而制造光導纖維包層玻璃便成了新型玻璃材料的一個重要的研究領域。 本文圍繞著紫外光纖制備技術，滿足光纖包層玻璃特殊

2、物理化學性質的需要，確定了以硼硅酸鹽體系為基礎玻璃系統(tǒng)，并通過計算機輔助設計，初步確定了硼硅酸玻璃各組分含量的范圍。本文借助了DSC、FT-IR、NMR等分析測試手段，系統(tǒng)研究了外摻Zr 4+玻璃的形成規(guī)律、化學穩(wěn)定性、高溫性能、熱膨脹性能、光學性能及其結構與化學組成的關系；闡明了玻璃的組成—結構—性能三者之間的關系，初步研制成功了可用于紫外光纖包層玻璃的材料。 比較外摻含量對玻璃形成區(qū)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著外摻含量的增加，玻璃形成區(qū)

3、逐步變小。玻璃體系中各組分的變化對玻璃化學穩(wěn)定性影響較大。 SiO2 、B2O3含量適宜在35-45％之間。玻璃中適當提高Al2O3的含量，能提高玻璃的化學穩(wěn)定性。玻璃中，K2O、Na2O含量過高降低了玻璃的化學穩(wěn)定性，K2O、Na2O含量適宜值在15％左右。而添加適當?shù)腪rO2能顯著提高玻璃的化學穩(wěn)定性。 由于光纖在拉制過程中，易產(chǎn)生析晶，DSC曲線研究表明，具有較高化學穩(wěn)定性組成的玻璃在所需溫度范圍內，沒有明顯的析晶峰，具有

4、較高的熱穩(wěn)定性能。 研究了玻璃的熱膨脹系數(shù)和折射率隨玻璃組分的變化。所有數(shù)據(jù)表明外摻氧化物在恰當?shù)姆秶鷥?，化學穩(wěn)定性較好的玻璃其熱膨脹性和光學性能也能符合性能指標。 玻璃結構的研究對玻璃組分設計和制備工藝的優(yōu)化有著重要的指導意義， 通過對NMR和IR譜圖的分析，玻璃中主要存在[BO3]、[BO4]、[SiO4] 、[Al(OB)4]等多面體，當玻璃中堿金屬含量過高時，使得原有結構中的Si-O-Si, O-B-O連接斷裂，