碲酸鹽玻璃的非線性特性研究.pdf

1、本文系統(tǒng)的研究了TeO2–Bi2O3系統(tǒng)玻璃在摻入重金屬離子TiO2和Nb2O5后，玻璃的三階非線性特性，及熱穩(wěn)定性等光學(xué)特性。
　　 論文的緒論簡要地綜述了碲酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)，研究現(xiàn)狀及研究進(jìn)展，同時也介紹了碲酸鹽玻璃的三階非線性研究進(jìn)展和非線性光學(xué)理論，并提出了本文的研究思路和內(nèi)容。
　　 第二章介紹了本文的研究方法，詳細(xì)介紹了試驗的樣品性能測試及光學(xué)參數(shù)的計算。首先分析了如何估算光學(xué)帶隙和Urbach能量。本章詳細(xì)說

2、明了這兩個參數(shù)在吸收或是透過光譜基礎(chǔ)上通過 (α(ω)?ω)1/2～?ω( eV )曲線，(α(ω)?ω)2～?ω( eV )和ln(α)～?ω( eV )曲線分別外推得到的理論依據(jù)以及過程。介紹了析晶動力學(xué)的常用計算方法。最后介紹測量三階非線性參數(shù)的Z-scan 技術(shù)以及相關(guān)試驗參數(shù)的測量與計算方法。
　　 第三章研究了TeO2–Bi2O3–TiO2系統(tǒng)玻璃熱穩(wěn)定性、三階非線性等光學(xué)特性。有DTA測得玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和玻璃析晶溫

3、度。利用經(jīng)典的Tauc方程計算了樣品光學(xué)帶隙允許的直接躍遷、允許的間接躍遷及Urbach能量。利用開孔和閉孔條件下的Z-掃描歸一化特征曲線，計算得到玻璃的非線性吸收系數(shù)和非線性折射率。研究了Bi2O3 和TiO2 含量對玻璃樣品金屬標(biāo)準(zhǔn)值、光學(xué)帶隙、線性折射率及三階非線性特性的影響。結(jié)果表明TeO2–Bi2O3–TiO2玻璃具有較好的熱穩(wěn)定性、樣品的線性折射率和非線性折射率隨光學(xué)帶隙及金屬標(biāo)準(zhǔn)值有減小的趨勢。
　　 第四章研究了

4、TeO2–Bi2O3–Nb2O5系統(tǒng)玻璃的成玻性能。該系統(tǒng)玻璃具有較小的玻璃形成區(qū)。測試了玻璃的熱穩(wěn)定性、三階非線性等光學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)該玻璃系統(tǒng)具有較好的熱穩(wěn)定性和較大的折射率。75TeO2–10Nb2O5–15Bi2O3玻璃樣品的折射率高達(dá)2.1927。利用開孔和閉孔條件下的Z-掃描歸一化特征曲線，計算得到玻璃的非線性吸收系數(shù)和非線性折射率。光學(xué)帶隙和能量帶隙隨Bi2O3含量的增大而減小，而折射率和非線性折射率隨Bi2O3含量的增大而增

5、大。
　　 第五章對TeO2–Bi2O3–Nb2O5–TiO2玻璃的析晶動力學(xué)做了分析。非等溫條件下研究了玻璃的析晶活化能E和Avrami參數(shù)n。分析發(fā)現(xiàn)TiO2含量增大了玻璃的非線性，加劇了TeO2–Bi2O3–Nb2O5玻璃的析晶程度，TiO2可作為該系統(tǒng)玻璃的有效成核劑。另一方面，玻璃的Avrami參數(shù)都接近于3，該種玻璃易整體析晶。對玻璃進(jìn)行熱處理，采用XRD發(fā)現(xiàn)樣品熱處理后得到的晶相種類為Bi2TeO5，熱處理溫度為4