热压红外梯度折射率硫系玻璃的研制及其特性研究 - 硫系玻璃 | 宁波大学红外材料及器件实验室
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热压红外梯度折射率硫系玻璃的研制及其特性研究
作者: irglass 时间: 2022-06-04 浏览:288 次

       近日,我室研究生桂一鸣为第一作者,刘自军副研究员和沈祥研究员为通讯作者,在Optics Express期刊上发表了题为“Development and characteristics of infrared gradient refractive index chalcogenide glasses by hot pressing”的论文(2022, 30(12): 21491-21500. IF=3.894.)。

       与普通均匀透镜相比,梯度折射率透镜可以有效地校正像差和色差。这一优势使小型化、集成化和轻量化的镜头成为可能。目前基于硫系玻璃的红外梯度折射率材料仍然很难实现。本文介绍了一种通过热压烧结扩散法制备这种材料的新方法。研制了折射率的范围为2.37至2.57 (n @ 8mm),玻璃化转变温度非常接近(ΔTg<10℃)的系列Ge10As22Se68-xSx(x=4,7,10,14,24,28,34 mol%)硫系玻璃。研究了玻璃的拉曼峰与折射率的关系,并利用拉曼信号表征了元素扩散而形成的折射率分布。结果表明,双层扩散长度可达290 μm以上,多层叠加扩散可以获得mm级以上。所制备的梯度折射率玻璃在2~12 mm的整个大气窗口中保持良好的透过率。

图1  (a) 玻璃样品(厚度为2 mm)的可见-近红外和 (b) MIR透过率;(c) 玻璃系列的密度和平均原子量;(d) Ge10As22Se(68-x)Sx系列玻璃的DSC曲线

图2  (a) 热压模具示意图;(b) 热压后的玻璃;(c) 加热处理后的玻璃(颜色代表相同波长下的不同折射率)

图3 高温扩散后的拉曼线扫描结果和折射率结果