石英光纖材料是許多技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料,廣泛應(yīng)用于高功率激光器以及微電子和光電器件。其性能往往會受到光纖材料中存在的各種本征點(diǎn)缺陷如氧空位中心（ODC）、過氧鏈缺陷（POL）、E’色心等缺陷的制約;而且在其制造過程中常常引入H、F等摻雜缺陷也可能影響其性能。所以研究外來引入粒子與本征點(diǎn)缺陷的相關(guān)反應(yīng)機(jī)制以及鈍化機(jī)制對于石英光纖的更好應(yīng)用有著重要的意義。本文系統(tǒng)介紹了基于第一性原理方法的密度泛函理論對石英光纖模型中的本征點(diǎn)缺陷性質(zhì)、摻雜缺陷性質(zhì)以及本征點(diǎn)缺陷與常見非金屬摻雜粒子間的反應(yīng)路徑以及鈍化作用,對提高石英光纖材料的的抗輻射強(qiáng)度具有重要意義。本文研究的主要內(nèi)容如下所示:（1）基于第一性原理的密度泛函理論,研究過氧鏈缺陷（POL）與摻雜粒子H在分別在基態(tài)或者三重態(tài)下的不同反應(yīng)機(jī)制。由此得到其不同的穩(wěn)定反應(yīng)構(gòu)型。應(yīng)用GW+BSE方法計(jì)算缺陷結(jié)構(gòu)的相關(guān)光電性質(zhì)。研究結(jié)果中我們給出了在不同條件下過氧鏈缺陷的不同反應(yīng)機(jī)制和具體反應(yīng)產(chǎn)物的原子結(jié)構(gòu)變化、光學(xué)吸收譜、電子結(jié)構(gòu)等性質(zhì)。（2）研究氧空位缺陷ODC（I）的原子結(jié)構(gòu),電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)以及ODC（I）與氫、氟摻雜缺陷的相關(guān)性質(zhì)。通過分析不同... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１石英光纖材料應(yīng)用分布圖??如圖１－２所示，在石英光纖的制作過程中往往可能引入摻雜缺陷和本征點(diǎn)缺??陷這兩類缺陷，對于摻雜粒子缺陷，常見的包括金屬雜質(zhì)元素Ｔｉ、Ｃｅ、Ｆｅ等，??

第一章緒論??１．１石英光纖材料的研究背景??隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，如圖１－１所示，石英光纖被廣泛應(yīng)用于各個??通信領(lǐng)域以及微電子或光電器件領(lǐng)域，如金屬氧化物半導(dǎo)體（ＭＯＳ）器件，硅基??光學(xué)器件和高功率光纖激光器，石英光纖的抗輻射性能越來越受到重視。石英光??纖作為一種抗輻射特性較好的材料而被廣泛關(guān)注，尤其在輻射環(huán)境下，光纖材料??的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)易造成損傷，導(dǎo)致光在光纖中的傳輸性能發(fā)生變化。一般來說對于石??英光纖材料，在高功率激光下導(dǎo)致激光損傷出現(xiàn)的主要因素有以下幾點(diǎn)：（１）石??英光纖材料中的本征點(diǎn)缺陷；石英光纖材料中的本征缺陷主要包括氧空位中心??（ＯＤＣ）、過氧鏈缺陷（ＰＯＬ）、Ｅ，色心、非橋氧缺陷中心（ＮＢＯＨＣ）、過氧自由??基（ＰＯＲ）等；（２）摻雜缺陷：在制造過程中引入的金屬或者非金屬粒子；（３）??形貌損傷：如裂紋等表面缺陷；以上缺陷在受到如激光輻照下會吸收能量導(dǎo)致對??光纖材料的破壞。所以研究這些缺陷對于石英光纖性能的影響就顯得尤為重要了。??＼?ｈ?Ｆｉｂｅｒ－ｒｅ，ａｔｅｄ??‘?’?＼?Ｈｉｇｈ?Ｐｏｗｅｒ??Ｌａｓｅｒ?Ｃｌｅａｎｉｎｇ?石英光纖?Ｆｉｂｅｒ?Ｌａｓｅｒ??ｍｍｍ?ｒｍ?ＨｉｇｈＤａｍａｇｅ??Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｆｉｂｅｒ?「＇?ＩＴｈｒｅｓｈｏｌｄ?Ｄｅｖｉｃｅｓ?Ｌａｓｅｒ?Ｍｅｄｉｃａｌ??Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ?Ｄｅｖｉｃｅｓ??圖１－１石英光纖材料應(yīng)用分布圖??如圖１－２所示

第三章石英光纖過氧鏈缺陷與氫氣的轉(zhuǎn)化機(jī)制研究初始模型，構(gòu)造過氧鏈缺陷模型ＰＯＬ。??的無缺陷石英光纖模型是由２ｘ２ｘ２的９６原子石英擬淬火得到。為了進(jìn)一步得到石英光纖過氧鏈缺陷模型的Ｓｉ－０－Ｓｉ鍵中插入一個氧原子從而形成過氧鏈的過氧鏈缺陷模型一共包含了?３２個硅原子、６５個氧石英光纖模型能夠充分熔化的溫度大約為５０００Ｋ?（首先需要在０．７５?ｎｓ內(nèi)將整個模型體系溫度由常溫３０，這樣可以使得模型已經(jīng)充分熔化，熔化后體系達(dá)迅速降溫至３００?Ｋ，整個淬火過程中的時間步長為０的石英光纖模型密度為２．２０?ｇ／ｃｍ３，這與實(shí)驗(yàn)值也

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3075013