光熱敏折變（Photo-thermal-refractive,PTR）玻璃因具有在紫外輻射及熱處理條件下可實現(xiàn)折射率的調(diào)制而被用于體光柵。目前,市場上基于PTR玻璃制作光柵元件的主要問題是材料熱處理后的折射率調(diào)制度普遍較低,較低的折射率調(diào)制度和衍射效率嚴(yán)重限制了PTR玻璃的應(yīng)用前景。Ag⁰團(tuán)簇誘導(dǎo)析出的NaF晶體直接影響其折射率調(diào)制度及衍射效率,而Ag⁰團(tuán)簇的尺寸、數(shù)量主要由玻璃基質(zhì)特性、紫外曝光和熱處理等因素決定。本文選取Si-Na-Zn-Al體系作為PTR玻璃基質(zhì),Ce³⁺和Ag⁺分別作為光敏因子和熱敏因子;通過優(yōu)化配方、紫外曝光劑量與熱處理條件,研究了硼摻和堿稀土光熱敏折變玻璃中Ag⁰團(tuán)簇的析出及其對玻璃的透過率和析晶等性能的影響。并通過對基于PTR玻璃制作的體Bragg光柵干涉條紋寫入情況的表征,研究了體光柵中Na、F、Ag等元素的分布情況。利用透過光譜、吸收光譜、熒光光譜,TEM、SEM等檢測手段,對不同配方的PTR玻璃中Ag⁰團(tuán)簇的轉(zhuǎn)變以及其誘... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PTR玻璃光敏原理圖

者更高波長的射線輻照下，玻璃會的產(chǎn)生感光現(xiàn)象，這就是最初的玻璃光敏性[17]。Sto作光致乳濁玻璃、光敏著色玻璃等所用的處理工藝非常成功，也因此奠定了全息記錄材R 玻璃的制備及處理工藝；后來，由 Vavilov State Optical Institute 在 Corning 公司的光敏玻璃的基礎(chǔ)上研制了最早的一批光熱敏折變玻璃；在上世紀(jì)八十年代末九十年代出，前科學(xué)家現(xiàn)任美國佛羅里達(dá)中央大學(xué)（University of Central Florida，UCF）的 L.B.Glebo提出在 Si-Na-Al-Zn 體系的硅酸鹽玻璃中加入光敏因子（Ce3+）和成核因子（Ag+），通過熔融的方法制備了性能優(yōu)異的光熱敏折變玻璃，這種玻璃在 UV 曝光及熱處理后，玻璃會發(fā)生微晶化（Li2O SiO2）致使其折射率發(fā)生改變，其調(diào)制度可達(dá)到 10-4，因此這類記料開始運(yùn)用到體 Bragg 光柵的制備當(dāng)中[18]。2001 年 Nikonorov 課題組首次展示了溴（Br-）對氟化物-Si-Na-Al-Zn 體系的 PTR 玻璃aF 晶體生長過程的影響情況并提出只有在 PTR 玻璃成分中加入溴化物添加劑，氟化鈉晶能生長的理論。圖 1.2 所示為溴-氟化物-PTR 玻璃的光致結(jié)晶過程。

可接受各種機(jī)械加工，包括研磨、拋光、非球面生產(chǎn)，拉伸等成型技術(shù)。此同時，ITMO 大學(xué)（俄羅斯圣彼得堡）為了開發(fā)新的 PTR 玻璃，接著還研究化物-硅酸鹽 PTR 玻璃，以及其制作的全息衍射光學(xué)元件。后來，2003 年德國 M.C.Wengler 教授又提出 Si-Li-Al 體系的 PTR 玻璃，但其制作的體光柵的衍射[20]。04 年 L.B.Glebov 課題組對析晶相為 NaF 的 PTR 玻璃和體光柵在不同條件下激研究[21]。研究結(jié)果表明，對于有檢測到的 Pt 雜質(zhì)的 PTR 樣品，損傷閾值為 3有檢測到的 Pt 雜質(zhì)的 PTR 樣品，損傷閾值大于 42 J/cm2。因此，由 PTR 玻璃學(xué)元件完全可以適用于大功率脈沖激光系統(tǒng)。次年，L.B.Glebov 課題組利.9 J/cm2的紫外光對 PTR 光纖進(jìn)行輻照，并成功利用分光器將 UV 光分成兩束，產(chǎn)生干涉交叉條紋，實現(xiàn)了在 PTR 光纖中記錄了布拉格光柵。圖 1.3 為利用紫記錄光纖布拉格光柵的示意圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]光熱敏折變玻璃的制備及其Bragg體光柵特性研究[D]. 熊寶星.蘇州大學(xué) 2012
[4]光熱敏微晶玻璃研究[D]. 張曉亮.長春理工大學(xué) 2010
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