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1、红外硫系玻璃制备与应用

硫系玻璃是由元素周期表中第VIA族的S、Se、Te三种元素与其它如有Ge、Ga、As、Sb等金属元素形成的一种红外透明玻璃(红外透过范围可至20微米),拥有优异的折射率热差dn/dT性能,可作为消热差光学元件应用红外成像系统中。此外,可利用玻璃亚稳定性的本质特性,硫系玻璃析晶热处理后在增强抗环境冲击能力的同时,还可获得功能纳米晶复合玻璃陶瓷,赋予其多样的红外光学性能,如红外倍频、晶体场增强稀土离子发光和透红外纳米多孔结构等。本研究方向将致力于开展新型大尺寸硫系玻璃的开发与制备及新型红外光学系统应用研究,硫系玻璃纳米晶化机理及功能硫系玻璃陶瓷的制备与性能基础研究等工作。


2、红外硫系玻璃光纤制备及应用

硫系玻璃光纤的研制是开发和拓宽中红外光谱范围内光学应用的关键环节。近年来,光纤的结构正在发生革命性的变化,尤其是具有高度规则周期性微结构的光子晶体光纤(PCF)的出现迅速成为光通信和光电子领域研究的前沿热点。硫系基质光子晶体光纤及器件在中红外光纤放大器和激光器、中红外乃至远红外气体传感探测和星际空间探测领域将具有潜在的广阔应用前景。本研究方向将致力于适合光纤拉制的新型硫系玻璃基质的开发,远红外硫系玻璃光纤的玻璃基质和拉制工艺的研究,硫系光子晶体(光子带隙)光纤的数值模拟、结构设计及独特拉丝工艺的研究,以及红外生物传感、非线性光学、超连续产生、红外激光增益等性能的研究。


3、红外硫系玻璃薄膜制备与应用

硫系玻璃材料天生是制备非线性光器件的优良材料。该材料具有优良的非线性品质因子、超快的非线性响应时间(< 200fs)等特点。另外硫系玻璃具备独特的光敏性,一般的硫系玻璃光致折射率变化在2%以上,而在掺Ag离子的硫系玻璃中折射率变化高达6%。其敏化效果与增敏后的“玻璃之王”石英玻璃相当。因此很容易开展激光直写光波导、表面光栅、集成布拉格光栅、二维光子晶体等集成光器件的研制工作。本研究方向将致力于研究硫系玻璃薄膜的组分设计与制备控制,薄膜波导设计及性能,硫系玻璃薄膜光敏性及光致变化机理,高速高密度光存储材料开发以及光子集成芯片研发等工作。























承担的主要科研项目
(更新至2017年9月)
2018年
[1]
国家自然科学基金面上项目:用于片上集成非易失性全光存储器的相变材料F-S转变机理研究,项目批准号:61775111,项目负责人:沈祥,项目起止时间:2018.01-2021.12
[2]
国家自然科学基金面上项目:中红外波段窄带隙硫系玻璃的巨光学非线性以及机理研究,项目批准号:61775109,项目负责人:王荣平,项目起止时间:2018.01-2021.12
[3]
国家自然科学基金面上项目:单分散晶相复合稀土掺杂硫系玻璃陶瓷的可控制备与随机激光特性研究,项目批准号:61775110,项目负责人:林常规,2018.01-2021.12
[4]
国家自然科学基金青年基金:Yb3+/Mn2+共掺透明玻璃陶瓷可调宽带上转换发光研究,项目批准号:51702172,项目负责人:刘雪云,2018.01-2020.12
[5]
国家自然科学基金青年基金:飞秒激光诱导硫系玻璃亚波长纳米光栅结构演化过程的瞬态研究,项目批准号:61705117,负责人:亓东锋,2018.01-2020.12

2017年
[1]
国家重点研发计划:高品质特种光电功能玻璃关键制备技术及产业化,项目批准号:2016YFB0303800,项目负责人:戴世勋,2016.07-2020.06
[2]
国家自然科学基金仪器专项:中远红外超连续谱光源研制,项目批准号:61627815,项目负责人:聂秋华,2017.01-2020.12
[3]
国家自然科学基金面上项目:可实现净增益输出的掺铒硫系光波导关键问题研究,项目批准号:61675105,项目负责人:徐铁峰,2017.01-2020.12
[4]
国家自然科学基金面上项目:硫系玻璃在中红外波段的三阶非线性光学特性研究,项目批准号:61675106,项目负责人:陈飞飞,2017.01-2020.12
[5]
国家自然科学基金面上项目:基于相变纳米线的片上集成全光非易失性存储器的研究,项目批准号:61675107,项目负责人:吕业刚,2017.01-2017.12
[6]
国家自然科学基金青年基金:基于硼酸盐玻璃中金属赋存状态调控的稀土发光增强及机理研究,项目批准号:61605093,项目负责人:焦清,2017.01-2019.12
[7]
国家自然科学基金青年基金:中红外硫系玻璃微球激光器的研究,项目批准号:61605094,项目负责人:吴越豪,2017.01-2019.12
[8]
国家自然科学基金青年基金:中红外光纤激光器用硫系掺杂光纤制备及性能研究,项目批准号:61605095,项目负责人:刘自军,2017.01-2019.12
[9]
国家自然科学基金青年基金:基于硫系材料的全光纤化宽带平坦中红外超连续谱光源研究,项目批准号:61605096,项目负责人:李杏,2017.01-2019.12
[10]
国家自然科学基金青年基金:Zn-Sb基纳米复合相变薄膜的可控晶化和界面微结构稳定性研究,项目批准号:61604083,项目负责人:王国祥,2017.01-2019.12

2016年
[1]
国家自然科学基金青年基金:基于硫系周期波导微腔的中红外集成光传感器研究,项目批准号:61505092,项目负责人:徐培鹏,2016.01-2018.12

2015年
[1]
国家自然科学基金重点项目:新型硫系玻璃光纤制备及其非线性应用,项目批准号:61435009,项目负责人:戴世勋,2015.01-2019.12
[2]
浙江省自然科学基金:基于硫系纳米线周期波导微腔的高灵敏度红外光学传感器的研究,项目批准号:LQ15F050001,项目负责人:徐培鹏,起止时间:2015.01-2017.12
[3]
浙江省自然科学基金:高性能纳米复合相变材料的设计、制备及相变机理研究,项目批准号:LQ15F040002,项目负责人:王国祥,起止时间:2015.01-2017.12
[4]
浙江省自然科学基金:中红外光纤激光器用硫系玻璃光纤制备及性能研究 ,项目批准号:LQ15F050003,项目负责人:刘自军,起止时间:2015.01-2017.12
[5]
浙江省自然科学基金青年基金:可调谐硫系玻璃微球激光器的设计与制备研究,项目批准号:Q15F050003,项目负责人:吴越豪,起止时间:2016.01-2017.12

2014年
[1]
国家自然科学基金面上项目:硫系薄膜热光稳定性及其亚微米光波导的热压印研究,项目批准号:61377061,项目负责人:沈祥,2014.01-2017.12
[2]
国家自然科学基金面上项目:远红外Te 基硫系玻璃光子晶体光纤制备及其非线性光学性质研究,项目批准号:61377099,项目负责人:王训四,起止时间: 2014.01-2017.12
[3]
国家自然科学基金青年科学基金:纳米金属颗粒复合铋酸盐玻璃的制备及其光学特性研究,项目批准号:61308094,项目负责人:陈飞飞,起止时间: 2014.01-2016.12
[4]
国家自然科学基金青年科学基金:用于增强中红外发光的稀土掺杂硫系玻璃光子晶体的设计与制备研究,项目批准号:61307060,项目负责人:张培晴,2014.01-2016.12
[5]
国家自然科学基金青年基金:GaSb基类超晶格相变薄膜的制备及其在相变存储器中的应用,项目批准号:61306147,项目负责人:吕业刚,2014.01-2016.12
[6]
发光材料与器件国家重点实验室开放基金:稀土离子掺杂的硫系玻璃微球激光器研究,项目批准号:2014-skllmd-01,项目负责人:吴越豪,起止时间:2014.01-2015.12

2013年
[1]
国家自然科学基金青年科学基金:纳米银复合的掺稀土硫系玻璃薄膜制备及其下转换发光研究,项目批准号:61205181,项目负责人:许银生,起止时间: 2013.01-2015.12
[2]
发光材料与器件国家重点实验室开放基金:用于太阳能电池的纳米银稀土复合硫系玻璃薄膜的制备与性能研究,立项编号:2013-skllmd-11,项目负责人:陈飞飞,起止时间:2013.01-2015.01

2012年
[1]
国家自然科学基金:红外硫系玻璃基质光子晶体光纤设计、制备及性能研究,项目批准号:61177087,项目负责人:戴世勋,起止时间:2012.01-2015.12
[2]
国家自然科学基金:宽带放大器用Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃及光纤1.53μm波段辐射强度提高研究,项目批准:61178063,项目负责人:周亚训,起止时间:2012.01-2015.12
[3]
国家自然科学基金青年科学基金:纳米晶剪裁硫系玻璃陶瓷的光功能设计与可控晶化机理研究,项目批准号:61108057,项目负责人:林常规,2012.01-2014.12
[4]
国家自然科学基金青年科学基金:硫系基质光子晶体波导多孔结构设计、制备与传输特性研究,项目批准号:61107047,项目负责人:张巍,2012.01-2014.12
[5]
973计划项目子课题:新型硫系玻璃材料与器件的基础研究,课题批准号:2012CB722703,课题负责人:徐铁峰,起止时间:2012.01-2014.12
[6]
国家科技部重大国际合作项目:基于硫系玻璃的新型红外光学系统的关键技术联合研发,项目批准号:2011DFA12040,项目负责人:聂秋华,起止时间:2012.01-2014.12
[7]
浙江省自然科学基金:高非线性铋酸盐玻璃中纳米金属颗粒析出的机理及可控性研究, 项目批准号:LQ12F05003,项目负责人:陈飞飞,起始时间:2012.01-2013.12
[8]
浙江省自然科学基金:大模场硫系玻璃光子晶体光纤的设计、制备及相干合成技术研究,项目批准号:LQ12F05004,项目负责人:张培晴,起止时间:2012.01-2013.12
[9]
浙江省自然科学基金:高效下转换光功能硫系薄膜制备与性能研究,项目批准号:LQ12E02003,项目负责人:许银生,起止时间:2012.01-2013.12
[10]
光电材料与技术国家重点实验室开放课题:极小尺寸光场的产生与优化控制研究,项目负责人:张培晴, 起止时间:2012.01-2013.12
[11]
晶体材料国家重点实验室开放课题:飞秒激光诱导中红外硫族材料功能微结构研究,立项编号:KF1204,项目负责人:宋宝安,起止时间:2012.10-2014.09

2011年
[1]
国家自然科学基金:新型平面手征纳米结构及其强旋光性机理研究,项目批准号:61078060,起止时间:2011.01-2013.12
[2]
国家自然科学基金青年科学基金项目:用于光子芯片的硫系玻璃薄膜制备与光敏机理研究,项目批准号:61008041,起止时间:2011.01-2013.12
[3]
国家自然科学基金中法国际合作项目:新型远红外高纯Te基硫系玻璃光纤研制,项目批准号:61111130197,起止时间:2011.03-2012.03
[4]
瞬态光学与光子技术国家重点实验室开放课题:硫系玻璃波导器件的制备与性能研究,项目批准号:SKLST201010;起止时间:2011.01-2012.12
[5]
教育部新世纪优秀人才计划项目:中红外激光导能用硫系光子晶体光纤的制备与性能研究,批准号:NCET-10-0976,起止时间:2011.1~2012.12,负责人:戴世勋。

2010年
[1]
宁波市科技创新团队项目:新型光电功能材料及器件,项目编号:2009B21007,经费1000万,起止时间:2010.1-2013.12
[2]
国家自然科学基金:硫系玻璃波导器件设计、制备及性能研究;项目批准号:60978058;起止时间:2010.01-2012.12
[3]
国家自然科学基金:远红外新型Te基硫系玻璃研制及相关性质研究,项目批准号: 60908032;起止时间:2010.01-2012.12
[4]
国家自然科学基金中韩国际合作项目:高效中红外荧光发射的纳米晶硫卤玻璃研究,起止时间:2010.07-2012.07
[5]
国家自然科学基金国际会议合作项目:第17届国际非氧化物和新型光学玻璃研讨会,起止时间:2010.06-2010.12
[6]
浙江省杰出青年基金项目:稀土掺杂硫系基质光子晶体光纤设计、制备及性能研究,批准号:R1101263,起止时间:2010.06-2013.05
[7]
宁波市重大科技攻关项目:大功率LED灯的散热封装优化与热管理技术;项目批准号:2010B10005;起止时间:2010.08-2013.07

2009年
[1]
国家自然科学基金:3~5微米中红外发光的稀土掺杂硫卤玻璃陶瓷材料研究;项目批准号:60878042;起止时间:2009.01-2011.12[已结题]

2008年
[1]
国家自然科学基金:具有负折射的人工手征性介质的实验和理论研究;项目批准号:60777037;起止时间:2008.01-2008.12[已结题]

2007年
[1]
国家科技部973前期预研:精密模压红外硫系玻璃-陶瓷复合材料的研制,项目批准号:2006CB708607;起止时间:2007.01-2008.12[已结题]
[2]
国家自然科学基金:用于全光网络关键器件的高非线性铋酸盐玻璃光纤研制;项目批准号:60677015;起止时间:2007.01-2007.12[已结题]
[3]
浙江省科技厅科技攻关重点项目,项目名称:含纳米晶的高非线性铋酸盐玻璃光纤研制,项目编号:2007C21122,起止时间:2007.5~2009.5[已结题]
[4]
浙江省科技厅科技攻关重点项目:蓝绿光上转换光纤激光器用双包层玻璃光纤开发,项目编号:C2006C21082,起止时间:2007.1~2008.12[已结题]

2006年
[1]
国家科技部国际科技合作计划重点项目:纳米颗粒与铒共掺平面光波导制备的关键技术研究;项目批准号:2006DFA52910;起止时间:2006.02-2009.02[已结题]
[2]
浙江省科技厅重大科技攻关项目:精密模压用透红外硫系玻璃-陶瓷复合材料的研发;项目批准号:2006C11127,起止时间:2006.08-2008.12[已结题]

2005年
[1]
国家科技部 973计划子项目:光频段手征负折射研究;项目批准号:2004CB719805;起止时间:2005.08-2008.12[已结题]

2003年
[1]
国家自然科学基金:基于神经网络、遗传算法的掺铒光纤放大器材料优化设计;项目批准号:60272034;起止时间:2003.01-2005.12[已结题]