Ho3+共掺硫卤玻璃的荧光特性研究
第27卷 第7期 无 机 材 料 学 报
Vol. 27
No. 7
2012年7月
Journal of Inorganic Materials Jul., 2012
收稿日期: 2011-08-08; 收到修改稿日期: 2011-10-24
基金项目: 国家科技部重大国际合作项目(2011DFA12040); 973计划项目(2012CB722703); 国家自然科学基金(61177087,
60978058); 教育部新世纪优秀人才项目(NCET-10-0976); 浙江省杰出青年基金(R1101263); 宁波市新型光电功能材料及器件创新团队项目(2009B21007); 宁波大学王宽诚幸福基金
International Science & Technology Cooperation Program of China (2011DFA12040); National Program on Key Ba-sic Research Project (973 Program) (2012CB722703); National Natural Science Foundation of China; New Century Excellent Talents Project from Ministry of Education; Zhejiang Outstanding youth project; Ningbo Emerging Photo-electric Functional Materials And Devices Innovation Team Project; K.C. Wong Magna Fund in Ningbo University
作者简介: 魏淑林(1987?), 女, 硕士研究生. E-mail: yyyfffyyy@https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html, 通讯作者: 戴世勋, 研究员. E-mail: daishixun@https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html,
文章编号: 1000-324X(2012)07-0711-05 DOI: 10.3724/SP.J.1077.2012.11483
Tm 3+/Ho 3+共掺硫卤玻璃的2.00 μm 荧光特性研究
魏淑林1,2, 许银生1,3, 张培晴1,2, 陈飞飞1,2, 聂秋华1,2, 徐铁峰1,2, 戴世勋1,2
(宁波大学1. 红外材料及器件实验室; 2. 信息科学与工程学院; 3. 材料科学与化学工程学院, 宁波 315211) 摘 要: 通过真空熔融淬冷法制备了不同浓度Tm 3+/Ho 3+离子共掺的70GeS 2-20In 2S 3-10CsI 玻璃样品, 分析了样品的热稳定性及拉曼光谱, 测试了样品的吸收光谱以及808 nm 激光泵浦下Ho 3+: 5I 7→5I 8辐射跃迁对应的2.00 μm 荧光光谱特性. 结果表明: Tm 3+离子掺杂浓度为0.25mol%时, 随着Ho 3+离子掺杂浓度从0.05mol%增加到0.125mol%, Tm 3+离子在1.86 μm 的发光强度逐渐减弱, Ho 3+离子2.00 μm 荧光明显增强, 表明Tm 3+/Ho 3+离子之间存在有效的能量转移.
关 键 词: 铥/钬共掺; 硫卤玻璃; 能量转移; 荧光特性 中图分类号: TQ171 文献标识码: A
2.00 μm Emission Properties of Tm 3+/Ho 3+ Co-doped Chalcohalide Glasses
WEI Shu-Lin 1,2, XU Yin-Sheng 1,3, ZHANG Pei-Qing 1,2, CHEN Fei-Fei 1,2, NIE Qiu-Hua 1,2, XU Tie-Feng 1,2, DAI Shi-Xun 1,2
(1. Laboratory of Infrared Material and Devices, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2. College of Information Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211,China; 3. The Faculty of Materials Science and Chemical Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China)
Abstract: 2 μm laser has many potential applications on the medical surgery, laser radar, and pollution monitoring etc .
Tm 3+ and Ho 3+ ions co-doped 70GeS 2-20In 2S 3-10CsI chalcohalide glasses were synthesized by vacuumed melting- quenching technique. The DSC curves and Raman spectra showed that these glasses had good thermal stability and low phonon energy, respectively. The absorption and emission characteristics were evaluated with an emphasis on the 2.00 μm fluorescence from Ho 3+: 5I 7→5I 8 transition. Under 808 nm excitation, the infrared emission bands extending from 1.80 μm to 2.10 μm can be seen on the emission spectra of the Tm 3+ and Ho 3+ ions co-doped glasses. This broad emission was consisted of two emission bands centered at 1.86 and 2.00 μm, corresponding to the optical transitions Tm 3+:3F 4→3F 5 and Ho 3+:5I 7→5I 8, respectively. At fixed Tm 3+ ions concentration, the intensity of 2.00 μm emission in-creased with Ho 3+ ions concentration increasing from 0.05mol% to 0.125mol%. The enhanced emission of Ho 3+ ions gives another route to obtain the 2.00 μm infrared laser.
Key words: Tm 3+/Ho 3+ co-doped; chalcogenide glass; energy transfer
712 无机材料学报第27卷
2 μm波段激光在医疗、激光雷达和空气污染监控等领域有着重要应用前景. 在众多稀土离子中, Ho3+离子在2.0 μm处有对应的能级跃迁, 是最佳候选稀土离子之一. 1962年Johnson等首次在CaWO4晶体基质中获得Ho3+离子2.0 μm波长荧光. 随后, 陆续有关于Ho3+离子掺杂的各种晶体、玻璃和光纤等研究报道[1-4]. 但是由于缺乏高效且合适的激光源, Ho3+离子发射的荧光强度较弱. 目前, 国内外研究人员主要致力于引入敏化离子, 如Pr3+、Yb3+等离子, 以提高对泵浦源的吸收效率, 通过能量传递从而提高Ho3+离子荧光发射强度. Ying等[5]研究了Yb3+/Ho3+离子共掺的氟磷酸盐玻璃的2.0 μm荧光特性, 利用Yb3+→Ho3+能量转移机制, 在980 nm激光泵浦下其荧光强度远远大于单掺Ho3+离子样品. Zhang等[6]报道了808 nm激光泵浦下Tm3+离子作为敏化离子, 通过能量转移在氧氟玻璃中得到Ho3+离子在2.0 μm的荧光.
此外, 基质材料多声子弛豫引起的无辐射跃迁, 也大大制约了稀土离子荧光发光效率. 目前, 研究最广泛的Ho3+离子掺杂的玻璃基质是氟化物玻璃[5-8]. 而近年来, 硫系玻璃的低声子能量特性越来越引起人们的重视. Schweizer等[9]报道了760 nm泵浦下Ho3+: Ga-La-S玻璃近红外和中红外荧光特性, You等[10]研究了Tm3+/Ho3+共掺Ge-Ga-S玻璃2.0 μm 荧光特性. Tao等[11]最先提出In替代Ga的In2S3基硫卤玻璃可能具有更小的声子能量, 其应用前景值得关注. 随后, Guignard等[12]报道了GeS2-In2S3-CsI 体系玻璃, Xu等[13]在该体系中引入Tm3+离子后发现其发光强度较好. 此外, 在硫系玻璃中引入非氟卤化物后, 既可以拓宽硫系玻璃在可见区域的透过性能, 又可以降低玻璃的声子能量, 进而提高荧光量子效率.
本工作选取组分为70GeS2-20In2S3-10CsI的玻璃为基质, 引入Tm3+作为敏化离子, 研究Ho3+离子在2.00 μm的荧光发射特性. 通过差热分析、吸收光谱、荧光光谱及拉曼光谱等测试, 结合能级图综合分析了其发光机理.
1实验
实验选取70GeS2-20In2S3-10CsI(mol%)组分为研究对象, 其中Ge、In、S均以单质形式加入, 其纯度为99.999%, CsI为分析化合物, 在基质玻璃中引入0.25mol% Tm2S3及不同浓度的Ho2S3(0.05mol%、0.075mol%、0.125mol%), 此外选取单掺0.125 mol% Ho2S3的样品作为参比样. 按化学计量配比精确计算, 在充满氮气的手套箱里各称取原料10 g, 经充分混合后装入经过脱羧基处理的石英玻璃管中, 采用德国莱宝PT50型真空泵对石英玻璃管进行抽真空, 当真空度达2×10-3 Pa, 然后用乙炔氧焰封管, 再放入摇摆炉中进行熔制. 将炉温缓慢升到950℃, 保温12 h以确保熔融物的均匀性, 取出后放入水中淬冷. 最后放入低于玻璃转变温度30℃的退火炉中降至室温. 将所有制备得样品加工成φ10 mm×2 mm的薄片, 双面抛光后进行性能测试.
玻璃的热稳定性采用TA公司的Q2000差热扫描量热仪测试, 测试范围为室温至500℃. 采用Perkin-Elemer-Lanbda 950UV/VIS/NIR型分光光度计测量样品的吸收光谱, 测试范围为400~2200 nm; 采用卓立汉光Omni-3015型红外单色仪(采用液氮制冷的InSb探测器)和英国Scitec公司Model420型的锁相放大器测量样品的中红外荧光光谱, 泵浦源为美国相干公司Mira900-D型钛宝石飞秒激光器, 泵浦波长为808 nm, 泵浦功率为0.3 W; 采用Renishaw公司的inVia型号拉曼光谱仪测量样品的拉曼光谱, 测试波长为480 nm. 以上所有测试均在室温下进行.
2实验结果与讨论
2.1热稳定性
图1是玻璃70GeS2-20In2S3-10CsI掺杂Ho3+离子及Tm3+/Ho3+离子共掺(Ho2S3为0.05mol%)玻璃样
图1 Ho3+离子单掺和Tm3+/Ho3+离子共掺的样品玻璃DSC 曲线
Fig. 1 DSC curves of Ho3+-doped and Tm3+/Ho3+ co-doped glass samples
Insert is the partial enlargement
第7期魏淑林, 等: Tm3+/Ho3+共掺硫卤玻璃的2.00 μm荧光特性研究 713
品的DSC曲线. 由图可知, 玻璃的转化温度T g分别为342℃及335℃, 与基质玻璃70GeS2-20In2S3- 10CsI的转变温度(T g=337℃)相比[12,14], 基本没有变化. 但是, 由于Ho3+离子的加入, 在455℃处开始出现析晶峰, 而Tm3+离子加入后未发现明显变化. 此外, 还可知该玻璃ΔT>100℃, 具有较好的稳定性, 抗析晶能力强, 适合拉制成光纤.
2.2吸收光谱
图2为Ho3+离子单掺和Tm3+/Ho3+离子共掺玻璃样品的吸收光谱, 可观测到9个明显吸收带. 对于Ho3+离子单掺样品, 吸收峰分别位于542、651、908、1177和1975 nm, 对应Ho3+离子从基态5I8能级到激发态5S2、5F5、5I5、5I6和5I7能级的吸收跃迁. 而对于Tm3+/Ho3+离子共掺样品的吸收光谱, 出现了Tm3+离子4处新的吸收峰, 分别位于700、800、1218和1731 nm, 对应于Tm3+离子从基态3H6能级到激发态3F4、3H4、3H5和3F4能级的吸收跃迁. 值得注意的是, 引入Tm3+离子后, 800 nm附近出现明显的吸收, 故可以有效地被808 nm半导体激光器激发. 图2可以看出, Tm3+离子位于1731 nm (3H6→3F4)的吸收带和Ho3+离子位于1975 nm (5I8→5I7)的吸收带部分重叠, 说明Tm3+: 3F4和Ho3+: 5I7能级较为接近, 有望通过Tm3+: 3F4能级向Ho3+: 5I7能级传递能量.
2.3荧光光谱与能级结构
图3为808 nm激光泵浦下Tm3+/Ho3+离子共掺70GeS2-20In2S3-10CsI玻璃在1.8~2.2 μm间的荧光光谱. 该荧光发射主要由两个发光峰组成, 中心波长分别位于 1.86和 2.00 μm处, 分别对应Tm3+: 3F
4
→3F5和Ho3+: 5I7→5I8跃迁产生. 而Ho3+离子单掺的样品在808 nm激光泵浦下, 并没有观察到荧光发射, 这是由于Ho3+离子在808 nm附近没有吸收, 不
图2 Ho3+离子单掺和Tm3+/Ho3+离子共掺玻璃的吸收光谱Fig. 2 Absorption spectra of Ho3+ ion doped and Tm3+/Ho3+ ions co-doped glass samples 能被该波长激光泵浦. Tm3+离子掺杂浓度为0.25mol%时, 随着Ho3+离子浓度从0.05mol%增加到0.125mol%, 2.00 μm荧光不断增强, 荧光半宽高(FWHM)也从102 nm增至123 nm, 而相应的Tm3+: 3F
4
→3H6跃迁产生的1.86 μm附近的荧光呈递减趋势. 这可以说明, Tm3+离子与Ho3+ 离子间存在能量转移, 使得2.00 μm荧光逐渐增强. 另外, 随着Ho3+离子掺杂浓度增加, 未出现荧光浓度猝灭现象.
根据样品的吸收光谱, 可以确定Tm3+和Ho3+在基质玻璃中的能级结构图, 如图4所示. 在808 nm激光泵浦下, Tm3+离子上的电子吸收光子, 从基态3H6能级跃迁到3H4能级. 随后, 部分电子从
3H
4
能级无辐射跃迁到3F4能级, 并通过共振能量转移将能量传递给Ho3+: 5I7能级, 使得Ho3+: 5I7能级粒子数增加. 最后, 5I7能级辐射跃迁至5I8能级, 产生2.00 μm荧光. 整个过程可表示为:
Tm3+:3H6+ hν(808 nm)→Tm3+:3H4;
Tm3+:3H4→Tm3+:3F4
;
图3 Ho3+离子单掺和Tm3+/Ho3+离子共掺玻璃的荧光光谱Fig. 3 Emission spectra of Ho3+ ion doped and Tm3+/Ho3+
ions co-doped glass samples
图4 Tm3+/Ho3+离子的能级示意图
Fig. 4 Energy level diagrams of Tm3+ and Ho3+ ions
714
无 机 材 料 学 报 第27卷
Tm 3+:3F 4+ Ho 3+:5I 8→Tm 3+:3H 6+ Ho 3+: 5I 7; Tm 3+:3F 4→Tm 3+:3H 6+ h ν(1.86 μm); Ho 3+:5I 7→Ho 3+:5I 8+ h ν(2.00 μm).
2.4 结构分析
一般来说, 玻璃的结构变化也可能对荧光产生影响, 进一步通过拉曼光谱分析其结构的影响. 图5是Tm 3+/Ho 3+离子共掺玻璃样品的拉曼光谱. 随着Ho 3+离子浓度从0.05mol%增加至0.075mol%, 拉曼光谱上并未观察到明显变化, 这是由于引入的稀土离子浓度较低的缘故. 从图5可以看出拉曼峰分别位于164、242、308、345、369和433 cm ?1. 频带164 cm ?1(120~200 cm ?1范围)归结于复合阴离子团[InS 3I]结构单元的振动, 这是由于在Ge-In-S 玻璃体系[15]中, In 主要以[InS 4]四面体形态存在, 引入CsI 后, I +离子取代S 2?形成了[InS 3I]四面体结构, 同时, [InS 3I]四面体结构单元的振动向低频方向移动约 5 cm ?1[16]. 242 cm ?1拉曼峰对应[S 3Ge-GeS 3]类乙烷结构单元的振动[17], 这是在GeS 2熔融淬冷时形成的亚稳态结构单元, 此时微结构局部发生了变化, 主要归因于[InS 4]四面体的存在结合了更多的硫原子, 导致玻璃网络中S 不足而产生的. 308 cm ?1拉曼峰是由四面体[InS 4]结构单元以及复合阴离子团[InS 3I]共同振动的结果, 而345、369和433 cm ?1拉曼峰则是由锗硫四面体[GeS 4]结构单元的振动引起的[18]. 与Ge-In-S [19]体系玻璃相比, 加入CsI 之后, 有两个明显的变化: 345、369、433 cm ?1频带明显的降低和164、308cm ?1频带的明显加强. 由于340~433 cm ?1的频带对应于[GeS 4]键, 这种降低说明[GeS 4]四面体结构单元有所减少, 164、308 cm ?1频带的增强则是因为复合阴离子团[InS 3I]产生的结果. 这种变化证明了声子能量出现了明显的降低, 从而减小了多声子弛豫概率, 提高了量子效率. 故在
Ge-In-S-CsI
图5 Tm 3+/Ho 3+离子共掺玻璃样品的拉曼光谱
Fig. 5 Raman spectra of Tm 3+/Ho 3+ co-doped glass samples
玻璃中可以获得更强的荧光发射.
对于稀土离子某种跃迁, 如果其能量间隔正好构成几个声子能量大小, 无辐射跃迁将会有效地与稀土离子的荧光发射产生竞争, 所以选择合适的玻璃基质尤为重要. 稀土离子从某激发态能级向其紧邻低能级无辐射跃迁时要求至少4~6个声子参与跃迁, 而硫系玻璃较低的声子能量可以抑制无辐射跃迁. 在多声子弛豫中, 首先考虑的是基质材料的最大声子能量, GeS 2基硫系玻璃的最大声子能量约为340 cm ?1, 本工作中引入原子量更大的金属In 及碱金属卤化物, 更进一步降低了基质玻璃的声子能量, 因此, 实现了较高的荧光发射效率.
3 结论
实验研究了Tm 3+/Ho 3+离子共掺70GeS 2- 20In 2S 3-10CsI 玻璃的荧光光谱特性. 在808 nm 激光泵浦下, 得到了Ho 3+离子位于2.00 μm 处, 半高宽为102~123 nm 的荧光发射. 随着Ho 3+离子浓度不断增加, Tm 3+离子在1.86 μm 处荧光强度不断降低, 而Ho 3+离子在2.00 μm 处荧光强度逐渐增强, 说明Tm 3+离子与Ho 3+离子间存在能量转移(Tm 3+:3F 4+ Ho 3+:5I 8→Tm 3+:3H 6+ Ho 3+: 5I 7).
参考文献:
[1] Orlovskii Y V , Basiev T T, Pukhov K K , et al. Low-phonon BaF 2:
Ho 3+, Tm 3+ doped crystals for 3.5–4 μm lasing. Opt. Mater . 2010, 32(5): 599?611.
[2] Lee T H, Heo J. 1.6 μm emission and gain properties of Ho 3+ in
selenide and chalcohalide glasses. J. Appl. Phys ., 2005, 98(11): 113510?1?7.
[3] Chen S, Yeo T, Leighton J , et al. Tm:Ho co-doped single mode
optical fibre laser pumped by a 1600 nm Er fibre laser. Opt. Commun ., 2008, 281(9): 2567?2571.
[4] Brierley M, France P, Millar C. Lasing at 2.08 μm and 1.38 μm in a
holmium doped fluoro-zirconate fibre laser. Electron. Lett ., 1988, 24(9): 539?540.
[5] Tian Y , Zhang L, Feng S , et al. 2 μm Emission of Ho 3+-doped
fluorophosphate glass sensitized by Yb 3+. Opt. Mater ., 2010, 32(11): 1508?1513.
[6] Zhang W J, Zhang Q Y , Chen Q J , et al. Enhanced 2.0 μm emission
and gain coefficient of transparent glass ceramic containing BaF 2:
Ho 3+,Tm 3+ nanocrystals. Opt. Express , 2009, 17(23): 20952?20958.
[7] Wang M, Yu C, He D, et al. Enhanced 2 μm emission of Yb–Ho
第7期魏淑林, 等: Tm3+/Ho3+共掺硫卤玻璃的2.00 μm荧光特性研究 715
doped fluorophosphates glass. J. Non-Cryst. Solids, 2011, 357(11/12/13): 2447?2449.
[8] Gao G, Hu L, Fan H, et al. Investigation of 2.0 μm emission in
Tm3+ and Ho3+ co-doped TeO2-ZnO-Bi2O3 glasses. Opt. Mater., 2009, 32(2): 402?405.
[9] Schweizer T, Samson B N, Hector J R, et al. Infrared emission
from holmium doped gallium lanthanum sulphide glass. Infrared Phys. Technol., 1999, 40(4): 329?335.
[10] Kim Y S, Cho W Y, Shin Y B, et al. Emission characteristics of
Ge-Ga-S glasses doped with Tm3+/Ho3+. J. Non-Cryst. Solids, 1996, 203: 176?181.
[11] Tao H, Mao S, Tong W, et al. Formation and properties of the
GeS2-In2S3-KCl new chalcohalide glassy system. Mater. Lett., 2006, 60(6): 741?745.
[12] Guignard M, Nazabal V, Moreac A, et al. Optical and structural
properties of new chalcohalide glasses. J. Non-Cryst. Solids, 2008, 354(12/13): 1322?1326.
[13] Xu Y, Chen D, Zhang Q, et al. Bright red upconversion
luminescence of thulium ion-doped GeS2-In2S3-CsI glasses. J. Phys.
Chem. C, 2009, 113(22): 9911?9915.
[14] Abdel-Aziz M M. Effect of thallium on the crystallization kinetics
of the chalcogenide glasses GeSe2 and GeSe4. J. Therm. Anal.
Calorim., 2005, 79(3): 709?714.
[15] Tao H, Mao S, Dong G, et al. Raman scattering studies of the
Ge-In sulfide glasses. Solid State Commun., 2006, 137(8): 408?412.
[16] Mao S, Tao H, Zhao X, et al. Microstructure and thermal
properties of the GeS2-In2S3-CsI glassy system. J. Non-Cryst.
Solids, 2008, 354(12/13): 1298?1302.
[17] Tao H, Zhao X, Tong W, et al. Micro-structural study of the
GeS2-In2S3-KCl glassy system by Raman scattering. Spectrochim.
Acta, Part A, 2006, 64(4): 1039?1045.
[18] Dong G, Tao H, Chu S, et al. Study on the structure dependent
ultrafast third-order optical nonlinearity of GeS2-In2S3
chalcogenide glasses. Opt. Commun.,2007, 270(2): 373?378. [19] Repkova M, Nemec P, Frumar M. Structure and thermal properties
of Ge-In-S chalcogenide glasses. J. Optoelectronics Adv. Mater., 2006, 8(5): 1796?1800.
玻璃钢门窗的介绍和发展现状
1、玻璃钢门窗介绍 玻璃钢门窗是以玻璃纤维及其制品为增强材料，以不饱和聚酯树脂为基体材料，通过拉挤工艺生产出空腹型材，经过切割、组装、喷涂等工序制成门窗框，再装配上毛条、橡胶条及五金件制成的门窗。玻璃钢门窗是继木、钢、铝、塑后又一新型门窗。其综合了其它类门窗的优点，既有钢、铝门窗的坚固性，又有塑钢窗的防腐蚀、保温、节能性能，更具有自身独特的隔音、抗老化、尺寸稳定等性能，被誉为21世纪建筑门窗的“绿色产品”。与目前市场大量使用的铝合金门窗和塑钢门窗相比，玻璃钢门窗具有以下几方面优势： (1)轻质高强：玻璃钢型材的密度为：1．8～2．0g／cm3：；约为铝合金的2／3：其拉伸强度在350 MPa以上，弯曲强度260MPa 以上，约为铝合金的2倍，塑钢的4～5倍。玻璃钢门窗弥补了塑钢门窗强度低易变形的缺点。 (2)保温隔热：玻璃钢型材导热系数低，用玻璃钢型材制成的窗框热阻值远大于其他材料窗框的热阻值：玻璃钢窗框的热阻值为9．96m?k／w，塑钢窗框热阻值为5．93m?k／w，热隔断桥铝合金窗框的热阻值为0．16m?k／w。且玻璃钢门窗型材为空腹结构，具有空气隔热层，保温效果佳。优质玻璃钢门窗保温性能优于国家标准GB8484-87保温性能一级指标。
(3)尺寸稳定、隔音性好：玻璃钢型材热变形温度为200℃，即使长时间处于烈日下也不会变形：其线膨胀系数与建筑物和玻璃相当，在冷热温差变化较大环境下，不易与建筑物及玻璃之间产生缝隙，可大大提高玻璃钢门窗的密封性能。此外，玻璃钢的树脂与玻璃纤维复合结构的振动阻尼很高，对声音的阻隔可达26～30分贝。 (4)耐腐蚀、抗老化：玻璃钢门窗对无机酸、碱、盐、大部分有机物、海水及潮湿环境都有较好的抵抗力，对于微生物也有抵抗作用，因此除适用于干燥地区外，同样适用于多雨、潮湿地区，沿海地区和化工场所。铝合金门窗耐大气腐蚀性虽好，但对某些金属的电化学腐蚀却无能为力。PVC塑钢门窗耐潮湿、耐盐雾、耐酸雨，但在紫外线作用下，其大分子链会断裂，从而使材料表面失去光泽、变色粉化、机械性能下降。在正常使用条件下，玻璃钢门窗寿命可达30～50年，铝合金门窗平均寿命为20年，PVC塑钢门窗平均寿命为15年。 (5)绿色环保：据有关部门检测，优质玻璃钢门窗型材符合国家强制性标准GBl8584-2001《室内装饰装修材料木家具有害物质限最》和GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》规定的各项有害物质限量指标，甲醛释放量和可溶性铅、镉、铬、汞等项目均为标准限量的1／6～1／600，达到A类装修材料要求，符合绿色环保建材产品重点推广条件。 2、国内玻璃钢门窗的发展现状
非线性光学考试知识问题详解
1说出电极化率的4种对易对称性，并说明满足的条件？ 本征对易对称性（不需要任何条件）、完全对易对称性（介质无耗）、时间反演对称性（介质无耗）、空间对称性χ （1）是对称张量（介质 无耗）；2 说出下式的物理意义： 表示由频率为ωm ，场振动方向为x 方向的场分量E x (ωm )，频率为 ωn 、场振动方向为y 方向的场分量E y (ωn )以及频率为ωl ，场振动 方向为z 方向的场分量E z (ω1)三者间的非线性相互作用所引起的 在x 方向上的三阶非线性电极化强度的一个分量。 3对于二次谐波和三次谐波，相干长度的物理意义？参量过程中的位相匹配有和物理意义？ 举例说明两种实现位相匹配 的方法？ 1）Lc 物理意义:三次谐波强度第一次达到其最大值的路程长度，典型值为1～100mm.如?K=0，Lc 为无穷大。 2)位相匹配的物理意义：在位相匹配条件下，二次谐波和三次谐波等非线性效应产生过程效率会大到最高，相应的位相不匹配条件下，产生效率会大大降低。 3）利用晶体的双折射特性补偿晶体的色散效应，实现相位匹配。 在气体工作物质中，利用缓冲气体提供必要的色散，实现相位匹配。 4为什么参量振荡器能够产生连续输出频率，而激光器只能输出单个(3)0(,,)()()()exp[()]xxyz m n l x m y n z l m n l E E E i t εχωωωωωωωωω-++
频率？ 能量守恒ω3=ω1+ω2动量守恒n 3ω3=n 1ω1+n 2ω2 改变温度、角度(对非常光)、电场、压力等可改变晶体的折射率，从而改变参量振荡器的输出频率 1，2。因此参量振荡器可实现连续调谐。 而激光振荡器是利用原子跃迁的机理工作的，不能连续调谐。这是参量振荡器和激光振荡器的区别 5在拉曼散射中，为何观察不到高阶斯托克斯散射？在受激拉曼散射中，高阶斯托克斯散射光却较强？高阶斯托克斯光的散射角有什么变化规律？ 由ωp ，ωs 非线性作用产生。如一级反斯托克斯散射光ω's =ωp +ωv =ωp +ωp -ωs 由ωp ,ωp ,ωs 通过三阶非线性产生。 代入上式，一级反斯托克斯散射光只有满足相位匹配条件： 时才能有效地产生。 高阶斯托克斯光散射角变化规律：斯托克斯散射光都是沿着与入射光方向成θ角的圆锥角射出，其波矢均满足一定的矢量关系，所以斯托克斯光都将相对于kp 以一定的角度发射。 6解释强脉冲通过介质时的自变陡现象？ 光脉冲的自变陡现象：峰值处n 上升，光速下降，而在后沿光强下降，n 下降，光速逐渐变大，以至脉冲后面部分的光“赶上”前面部分的光，造成光脉冲后沿变陡。 (3)'(3)0(,)3(,)()()()s p p s p p s r ωεωωωωωω=-M P a a a χ(,)(,)(,)exp[(2)]*p p s p s E r E r E r i ωωω?-?K K r 101p s s ?--=' K =2K K K
硫系玻璃的研究与应用
硫系玻璃的研究与应用 摘要：硫系玻璃具有许多光、电学上的特殊性质，作为一种非氧化物玻璃越来越受到人们的关注，本文对其光学和热学性能、制备方法及其研究应用进展进行了较为详实的阐述。 关键词：硫系玻璃光学性能制备应用 1 前言 硫系玻璃常被认为是含有一种或多种除氧之外的氧族元素如S、Se、Te等，加上As、Ga之类的电负性较弱的元素而形成的非晶态(玻璃)材料的总称。此外还可以加上Si、Sn、Pb、B、Zn、Ti、Ag等元素，如果加入一些卤族元素，则称之为硫卤玻璃。与氧化物玻璃相比，硫系玻璃具有较大的质量和较弱的键强，既能形成极性键又能形成共价键，因此该玻璃并不遵循化学计量比，可以含有较多的S或Se，其中过量的S或Se可以形成共价型长链。最早仅将As2S3制成玻璃态，用作光学材料是在二次大战以后，由于发展中、远红外热成像、红外被动光学系统等需要才逐渐受到重视。由于硫系玻璃具有较长的透红外截止波长(>15μm)，故早在上世纪50年代硫系玻璃就开始被用作透红外材料，特别是1960年以后激光技术的迅速发展，促进了自紫外至远红外传输介质的开发，因此自上世纪60年代中期至80年代，实用价值在不断提高。它的特点在于有较高的转变温度，较好的力学性能，制成的纤维有较好的可挠性，但硫系玻璃的折射率大，瑞利散射强，中红外区本征吸收较大。硫系玻璃的电学性质研究得很多，而且也取得了有实用价值的新进展。 本文主要概述了硫系玻璃基本的光学、热学性质，综述了硫系玻璃的制造方法，并对其潜在的应用领域做出了阐述。 2 硫系玻璃的光学特性 2.1 透过性能 硫系玻璃在红外区有很高的透过率，但随成分的变化其光谱性能也不一样。硫化物玻璃在可见光部分有部分透过，而硒锑化物玻璃在可见光部分没有透过，它们仅仅在近红外和中红外区有透过，在长波区的截止波长大约分别是：硫化物玻璃为12μm、硒化物为15μm、 2～3之间，所以其空气/ 10%～25%，这也同时意味着有较大的瑞利散射。 硫系玻璃光纤的透过率并不高，其主要原因是有较大的非本征吸收。对于硫化锗（）光纤，理论上估计在5μm处的本征吸收为10-2dB，这没有考虑由于带尾引起的额外吸收以及一些玻璃污染和内部缺陷引起的吸收。不考虑瑞利散射，仅仅是带尾吸收引起的吸收最低约为10dB/km。另外一些氢氧化物和氢化物在中红外区有较强的吸收带而且极难除去，因此，硫系玻璃在中红外区的吸收主要是由带尾吸收和非本征吸收引起的。在8～12μm的远红外区域，氧的污染是个大问题，玻璃中氧的增加也促使OH-的增加而H的含量有所减少，相反如果增加氢可有效地减少OH-的含量，但在4～6μm（中红外区域）的吸收却增加了，因此很难找到在小于6μm和大于6μm区域透过率都比较好的玻璃。另外当硫系玻璃在熔制时如果被真空油蒸汽污染，就会在玻璃中产生一些碳质不纯物，玻璃的粘度较大，均匀化很难，在某些地方的不均匀常常导致玻璃中的微观散射。在拉丝过程中会导致光纤表面成分的挥发，这样会引起一些缺陷，同样会导致非本征吸收的进一步增加。 2.2 折射率 Sanage总结了各种含As、Ge、Si等元素硫系玻璃在3～5μm波段和8～12μm波段的折射率的变化规律，发现当As2S3(硫化砷玻璃在3μm折射率为2.395)被As2Se3或Te替换时折射率
玻璃的种类大全
《玻璃的种类大全》 1、普通平板玻璃 普通平板玻璃亦称窗玻璃。平板玻璃具有透光、隔热、隔声、耐磨、、耐气候变化的性能，有的还有保温、吸热、防辐射等特征，因而广泛应用于镶嵌建筑物的门窗、墙面、室内装饰等。 平板玻璃的规格按厚度通常分为2mm、3mm、4mm、5mm、和6mm，亦有生产8mm和10mm的。一般2mm、3mm厚的适用于民用建筑物，4mm--6mm的用于工业和高层建筑。 影响平板玻璃质量的缺陷主要有气泡、结石和波筋。气泡是玻璃体中潜藏的空洞，是在制造过程中的冷却阶段处理不慎而产生的。结石俗称疙瘩，也称沙粒，是存在于玻璃中的固体夹杂物，这是玻璃体内最危险的缺陷，它不仅破坏了玻璃制品的外观和光学均一性，而 且会大大降低玻璃制品的机械强度和热稳定性，甚至会使制品自行碎裂。 好的平板玻璃制品应具有以下特点：1）是无色透明的或稍带淡绿色2）玻璃的薄厚应均匀，尺寸应规范3）没有或少有气泡、结石和波筋、划痕等疵点。 用户在选购玻璃时，可以先把两块玻璃平放在一起，使相互吻合，揭开来时，若使很大的力气，则说明玻璃很平整 另外要仔细观察玻璃中有无气泡、结石和波筋、划痕等，质量好的玻璃距60厘米远，背光线肉眼观察，不允许有大的或集中的气泡，不允许有缺角或裂子，玻璃表面允许看出波筋、线道的最大角度不应超过45度；划痕沙粒应以少为佳。 玻璃在潮湿的地方长期存放，表面会形成一层白翳，使玻璃的透明度会大大降低，挑选时要加以注意。 2、热熔玻璃 热熔玻璃又称水晶立体艺术玻璃，是目前开始在装饰行业中出现的新家族。热熔玻璃源于西方国家，近几年进入我国市场。以前，我国市场上均为国外产品，现在国内已有玻璃厂家引进国外热熔炉生产的产品。热熔玻璃以其独特的装饰效果成为设计单位、玻璃加工业主、装饰装潢业主关注的焦点。热熔玻璃跨越现有的玻璃形态，充分发挥了设计者和加工者的艺术构思，把现代或古典的艺术形态融入玻璃之中，使平板玻璃加工出各种凹凸有致、彩色各异的艺术效果。热熔玻璃产品种类较多，目前已经有热熔玻璃砖、门窗用热熔玻璃、大型墙体嵌入玻璃、隔断玻璃、一体式卫浴玻璃洗脸盆、成品镜边框、玻璃艺术品等，应用范围因其独特的玻璃材质和艺术效果而十分广泛。热熔玻璃是采用特制热熔炉，以平板玻璃和无机
玻璃钢门窗安装验收规范
玻璃钢门窗安装验收规范 1总则 1．1为保护玻璃钢门窗安装施工的质量，做到技术先进、经济合理、安全可靠、制订本规程。 1.2规程适用于（FRP）玻璃钢门窗的安装与验收。 1.3建筑玻璃钢门窗的安装及验收，除应按本程序执行外，尚应符合国家有关 标准规范的规定。 2门窗质量要求 2.1材料质量要求 2.1.1门窗采用异型材，应符合现行的行业标准《门、窗用玻璃纤维增强塑料（拉挤中空）型材》。（JC/T 941-2004）有关规定。密封条应符合现行的国家标准《塑料门窗用密封条》（GB2001）的有关规定。 2.1.2门窗采用的紧固件、五金件、金属组角及金属衬板等，应符合下列要求。 2.1.2.1紧固件、五金件、金属组角及金属衬板等，应进行防腐处理。 2.1.2.2紧固件及镀锌金属组角及其厚度应符合现行国家标准《螺纹紧固件电 镀层》（GB5269）表2及表3的有关规定，紧固件的尺寸、螺纹公差、十字槽 及机械性能等技术条件应符合现行国家标准《十字槽盘头自攻螺钉》（GB845）《十字槽沉头自攻螺钉》（GB846）的有关规定。 2.1.2.3五金件型号、规格和性能均应符合国家现行标准的有关规定，滑撑铰 链不得使用铝合金材料。 2.1.3全防腐门窗应采用的防腐型五金件及紧固件。 2.1.4玻璃的品种、规格和质量应符合下列要求： 2.1.4.1玻璃的品种、规格及质量应符合国家现行产品标准的规定，并应有产 品出厂合格证。中空玻璃应有检测报告。 2.1.4.2玻璃的安装尺寸应比相应的框，扇（挺）内口尺寸小8mm（如图 2.1.4）。 2.1.4.3玻璃垫块应选用邵氏硬度为70～90（A）的硬橡胶或塑料，不得使用硫化再生橡胶、木片或其它吸水性材料。其长度应为80～150mm，厚度应按框、扇、梃与玻璃的间隙确定。 2.1.5门窗与洞口密封用密封胶应具有弹性和粘结性。 2.2门窗质量要求 2.2.1门窗的外观、外形尺寸、装配质量、力学性能应符合国家标准的有关规定，门窗的抗风压、空气渗透、雨水渗透三项基本物理性能应符合《玻璃纤维 增强塑料（玻璃钢）窗》（JG/T 186-2006）、《玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）门》（JG/T 185-2006）中对这三项性能的分级的规定及设计要求，并附有该等级的质量检测报告。如果设计对保温、隔声性能提出要求，其性能也应符合 《玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）窗》（JG/T 186-2006）、《玻璃纤维增强塑料
硫系玻璃磁光性能的研究进展-
硫系玻璃磁光性能的研究进展? 陈一岗1,2,许彦涛1,3,郭海涛1,陆一敏1,于凤霞2,肖旭升1,3 ,彭一波1 (1一中国科学院西安光学精密机械研究所,西安710119;2一长春理工大学材料科学与工程学院,长春130022; 3一中国科学院大学,北京100049)摘要一一硫系玻璃因其Verdet 常数与温度无关,容易制备成光纤二光波导等优点而成为磁光材料的研究热点三 对硫系玻璃的磁光性能研究情况进行了综述,详细分析了影响硫系玻璃Verdet 常数的因素,最后提出了硫系磁光玻璃的进一步发展方向三 关键词一一硫系玻璃一法拉第效应一逆磁玻璃一菲尔德常数 中图分类号:TB321一一文献标识码:A一一DOI :10.11896/j . issn.1005-023X.2016.19.012Research Pro g ress of Ma g neto -o p tical Pro p ert y of Chalco g enide Glasses CHEN Gan g 1,2,XU Yantao 1, 3,GUO Haitao 1,LU Min 1, YU Fen g xia 2,XIAO Xushen g 1, 3,PENG Bo 1 (1一Xi an Institute of O p tics and Procession Mechanics ,Chinese Academ y of Sciences ,Xi an 710119;2一School of Materials Science and En g ineerin g ,Chan g chun Universit y of Science and Technolo gy ,Chan g chun 130022; 3一Universit y of Chinese Academ y of Sciences ,Bei j in g 100049) Abstract 一一Recentl y ,the ma g neto -o p tical chalco g enide g lasses have attracted g reat interest in the field of ma g -neto -o p tical materials owin g to their excellent p ro p erties ,includin g but not limited to the inde p endence of Verdet con - stant to tem p erature ,eas y fabrication of o p tical fiber and o p tical wave g uide ,etc.The p ro g ress in investi g ation and de -velo p ment of ma g neto -o p tical p ro p erties in chalco g enide g lasses is s y stematicall y introduced.Meanwhile ,the factors that influence the Verdet constant of chalco g enide g lasses are anal y zed in detail.In addition ,the p ossible develo p ment direction for chalco g enide g lass is discussed. Ke y words 一一chalco g enide g lasses ,Farada y effect ,diama g netic ma g netic -o p tical g lasses ,Verdet constant 一?国家自然科学基金(61405241;61475189);陕西省自然科学基金(2014JQ8345) 一陈岗:男,1991年生,硕士生,主要从事特种玻璃及光纤方面的研究一E -mail :2014100478@https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html,一郭海涛: 通讯作者,1980年生,副研究员,主要从事特种玻璃及光纤方面的研究一E -mail :g uoht _001@o p t. https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html, 0一引言 法拉第效应又称磁致旋光效应:线偏振光在介质中传播时,在平行于光的传播方向上加一额外磁场,光的振动面的方向将发生偏转三自1845年法拉第首次发现磁光效应以 来,磁光材料在磁光隔离器二磁光开关二磁光调制器及光纤电流传感器等方面已取得重要应用三目前常用的磁光材料主 要有磁光玻璃[1-3]二晶体[4,5]二磁光薄膜[6]二磁性液体[7] 二磁光液晶[8] 等三其中玻璃材料因在光学上各向同性二吸收系数 小二化学和热学性能稳定二易于制备大尺寸及拉制成纤等一系列优点,而获得了诸多科研工作者的关注三 硫系玻璃是由S 二Se 二Te 和Ga 二Ge 二As 二Sb 等元素形成的 二元或多元组分玻璃三该体系玻璃因具有宽的玻璃生成区二稳定的热学性能,特别是优秀的红外传输能力而成为光电功能材料领域研究的热点[9-14]三实际上,硫系玻璃在磁光性能方面也具有其独特的优势:(1)在诸多玻璃体系中,硫化物玻璃具有最高的折射率和色散[15]三研究表明,逆磁材料的 Verdet 常数与材料的色散成正比, 因此硫系玻璃是最有可能获得高Verdet 常数的逆磁材料三(2)硫系玻璃可以在很宽的成玻区内引入重金属卤化物形成硫卤玻璃[16-19]三重金属卤化物的引入不仅可以改善玻璃的成玻能力,还有利于提高玻璃的Verdet 常数,从而可以获得实用化的磁光材料三(3) 硫系玻璃拥有优秀的红外波段透过能力[20,21] ,因此在红外磁光器件方面具有不可替代的优势,同时硫系玻璃还易于拉制成 纤[22-24]或通过平面刻蚀及埋入技术制备平面光波导[25] ,因 此用其制成的磁光开关或磁光调制器可方便地集成在微纳光学器件中三本文系统总结了硫系玻璃在磁光效应方面的研究进展,并借鉴氧化物玻璃在逆磁性磁光性能方面的研究成果,指出了今后逆磁性硫系玻璃的进一步研究方向三 1一顺磁玻璃与逆磁玻璃 磁光玻璃根据旋光性质可分为两大类:顺磁性玻璃和逆磁性玻璃三顺磁性玻璃常含Tb 3+二Ce 3+二Nd 3+二D y 3+等稀土 离子,这类离子的固有磁矩不为零,因此在外磁场作用下显 四48四材料导报A :综述篇一一2016年10月(A ) 第30卷第10期万方数据
建筑设计门窗概念
月日晚关于建筑门窗户讨论的部分整理补充稿1024 于2009.10.26-2009.11.1（自由自在日整理） 第一：关于建筑的窗的主要形式 窗的分类方法很多，可以根据所用材料、开启方式、镶嵌材料、开设位置等 进行分类。 一、按所用材料分类 按所用材料，常见的窗有木窗、钢窗、铝合金窗、塑钢窗、玻璃窗、镀铸 彩板窗等。 1、木窗 用天然木材加工制成。表面平整，易加工，经久耐用，外形美观，感觉舒 适。常用于住宅、办公楼等。 2、钢窗 采用优质钢材（窗框钢）加工及组装，表面进行防锈处理而成。可大批生产，成本较低，又可节约木材。但由于导热性、密封性、外观及耐久性比不上门窗及铝合金门窗，且自重大，用量在逐渐减少。 3、铝合金门窗 由经表面处理的专用铝合金型材制作构件，经装配组合而制成。优点是用材省，重量轻，强度高，密封性、隔音性好，有多种颜色，表面光洁，色泽牢固美观，无需油漆，耐腐蚀，坚固耐用，启闭灵活，施工及维修均方便。缺点是有较高的导热性，造成能源浪费。 4、塑钢门窗 由于其质轻，阻燃，密封性好，隔音好，耐腐，色泽鲜明，不需油漆，且客 服了铝合金门窗导热的缺陷，塑钢门窗目前受到普遍欢迎。 5、玻璃钢门窗 玻璃钢门窗是以合成树脂为基本材料，以玻璃纤维增强材料，经一定成型加 工工艺制作而成。其结构形式有实心门窗和空腹门窗等，生产方式有整体模塑和型材拼装两种。玻璃钢门窗与传统的钢门窗和木门窗相比，具有轻质、高强、耐久、耐热、绝缘、抗冻、成型简单等特点，特点，特别是耐腐蚀性特别突出。玻璃钢门窗处了用于一般建筑外，特别适用于湿度大、有腐蚀性介质的化工生产车间、火车车厢的保温门窗。 6、镀锌彩板门窗 镀锌彩板门窗是一种新型的金属门窗，是以彩色镀锌板和4mm厚平板玻璃 或中空双层钢化玻璃为主原料，经机械加工而制成。镀锌彩板门窗具有重量轻、强度高、采光面积大、防尘、隔声保温、密封性好，造型美观、款式新颖，耐腐蚀、寿命长等特点。一般适用于商店、超级市场，实验室、教学楼、办公楼、高级宾馆旅社、各种剧场及民用住宅等。 二、按开启方式分类 按开启方式，常见的门窗有固定窗、推拉窗、内（外）平开窗、上悬窗、下
玻璃钢和铝合金门窗比较表
产品优势 1、轻质高强 玻璃钢门窗框型材不需要内加钢衬，制成的成品门窗经建设部物理所检测，抗风压性能达到5.3Kpa，超过国际8级水平。 2、保温节能 玻璃钢型材导热系数只有金属的1/100～1/1000，是优良的绝热材料。玻璃钢的普通中空双玻窗经检测，传热系数K0=2.2W/（m2·K），属国标8级水平；如把普通中空双玻窗换成单层低辐射中空或加一层真空玻璃分别达到：传热系数K0=1.3W/（m2·K）和K0=1.0W/（m2·K），属国标10级最高水平，比目前国家行业对门窗要求必须达到保温标准传热系数的K0=2.8W/（m2·K）高出一倍以上，“房云”牌玻璃钢门窗不但是检测性能指标远远高出其它类门窗，在工程上的实际应用效果更佳，2004年在北京某建筑节能示范楼里采用的“房云”牌三玻保温节能窗，经过3个冬季4个夏季应用实测结果：冬天没有取暖设施的情况下，室内温度始终保持在15℃--16℃的恒温；夏天没有制冷空调的情况下，室内温度保持在22℃--25℃的恒温。通过上述对玻璃钢门窗的检测和实用检测结果，玻璃钢节能保温窗加之建筑墙体的保温，对未来人们的居住生活和办公环境创造了舒适的条件，对建筑未来运行中节约的能源和资源更是一大贡献。 3、健康、环保、隔音效果好。玻璃钢门窗框型材的特殊性能就是没有高低温差的尺寸变化，耐高温200℃不变形，耐低温经测示在零下80度以下。测示48小时经检测强度反而更增加了，因此，制成门窗在大自然四季温度变化中它不释放任何有毒气体，由于尺寸稳定，因而制成的门窗永远不会变形，玻璃钢门窗的寿命在50年以上，并且隔声性能更佳，经检测，“房云”牌玻璃钢的双玻和三玻窗分别达到空气声计权隔音量R W分别达到36dB和39dB，高于其它类门窗。 4、耐腐蚀、色彩丰富。玻璃钢是优良的耐腐蚀材料，对酸、碱、盐及大部分有机物，海水以及潮湿都有较好的抵抗能力，对微生物的作用也有抵抗性能。更适合使用于多雨、潮湿和沿海地区，以及有腐蚀性介质的场所。玻璃钢型材可与建筑物的内外墙体立面颜色搭配，适应不同风格的建筑物，可达到建筑物整体的完美效果。
非线性光学材料小结
非线性光学材料 一、概述 20 世纪60 年代, Franken 等人用红宝石激光束通过石英晶体,首次观察到倍频效应,从而宣告了非线性光学的诞生，非线性光学材料也随之产生。 定义：可以产生非线性光学效应的介质 （一）、非线性光学效应 当激光这样的强光在介质传播时，出现光的相位、频率、强度、或是其他一些传播特性都发生变化，而且这些变化与入射光的强度相关。 物质在电磁场的作用下,原子的正、负电荷中心会发生迁移,即发生极化,产生一诱导偶极矩p 。在光强度不是很高时,分子的诱导偶极矩p 线性正比于光的电场强度E。然而,当光强足够大如激光时,会产生非经典光学的频率、相位、偏振和其它传输性质变化的新电磁场。分子诱导偶极矩p 就变成电场强度E 的非线性函数,如下表示: p = α E + β E2 + γ E3 + ?? 式中α为分子的微观线性极化率;β为一阶分子超极化率(二阶效应) ,γ为二阶分子超极化率(三阶效应) 。即基于电场强度E 的n 次幂所诱导的电极化效应就称之为n 阶非线性光学效应。 对宏观介质来说, p = x (1) E + x(2) E2 + x (3)E3 + ?? 其中x (1) 、x(2) 、x(3) ??类似于α、β、γ??,表示介质的一阶、二阶、三阶等n 阶非线性系数。因此,一种好的非线性光学材料应是易极化的、具有非对称的电荷分布的、具有大的π电子共轭体系的、非中心对称的分子构成的材料。另外,在工作波长可实现相位匹配,有较高的功率破环阈值,宽的透过能力,材料的光学完整性、均匀性、硬度及化学稳定性好,易于进行各种机械、光学加工也是必需的。易于生产、价格便宜等也是应当考虑的因素。 目前研究较多的是二阶和三阶非线性光学效应。 常见非线性光学现象有： ①光学整流。E2项的存在将引起介质的恒定极化项，产生恒定的极化电荷和相应的电势差，电势差与光强成正比而与频率无关，类似于交流电经整流管整流后得到直流电压。 ②产生高次谐波。弱光进入介质后频率保持不变。强光进入介质后，由于介质的非线性效应，除原来的频率ω外，还将出现2ω、3ω、……等的高次谐波。1961年美国的P.A.弗兰肯和他的同事们首次在实验上观察到二次谐波。他们把红宝石激光器发出的3千瓦红色（6943埃）激光脉冲聚焦到石英晶片上，观察到了波长为3471.5埃的紫外二次谐波。若把一块铌酸钡钠晶体放在1瓦、1.06微米波长的激光器腔内，可得到连续的1瓦二次谐波激光，波长为5323埃。非线性介质的这种倍频效应在激光技术中有重要应用。 ③光学混频。当两束频率为ω1和ω2（ω1＞ω2）的激光同时射入介质时，如果只考虑极化强度P的二次项，将产生频率为ω1＋ω2的和频项和频率为ω1－ω2的差频项。利用光学混频效应可制作光学参量振荡器，这是一种可在很宽范围内调谐的类似激光器的光源，可发射从红外到紫外的相干辐射。 ④受激拉曼散射。普通光源产生的拉曼散射是自发拉曼散射，散射光是不相干的。当入射光采用很强的激光时，由于激光辐射与物质分子的强烈作用，使散射过程具有受激辐射的性质，称受激拉曼散射。所产生的拉曼散射光具有很高的相干性，其强度也比自发拉曼散射光强得多。利用受激拉曼散射可获得多种新波长的相干辐射，并为深入研究强光与
硫系红外玻璃材料耐辐射性能研究进展
张文杰等：物理气相沉积对离子交换玻璃中钾离子浓度的影响 ? 1229 ? 第40卷第8期 硫系红外玻璃材料耐辐射性能研究进展 孟伟1，郭海涛2，许彦涛2，芦春锋2，乔泽邦2，陆云清1，韦玮1,2 (1. 南京邮电大学光电工程学院，南京 210046；2. 中国科学院西安光学精密机械研究所，瞬态光学与 光子技术国家重点实验室，西安 710119) 摘要：硫系玻璃在航空航天、核子反应监测与探测等领域有着广阔的发展前景和重要的应用价值，是目前光电子技术领域中最受关注的材料之一。本文对近年来国内外关于硫系玻璃耐辐照性能研究的相关情况进行了综合评述，重点阐述了硫系玻璃在γ射线辐照环境中的损伤机理，同时对影响耐辐照性能的因素进行分析，提出了增强硫系玻璃耐辐照性能的可行途径，最后展望了未来该领域的研究方向和发展前景。 关键词：耐辐射；硫系玻璃；辐照效应；研究进展 中图分类号：TQ171.1 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2012)08–1229–06 网络出版时间：2012–07–30 13:23:34 网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20120730.1323.201208.1229_025.html Recent Developments on Radiation Resistance Properties of Chalcogenide Infrared Glass Materials MENG Wei1，GUO Haitao2，XU Yantao2，LU Chunfeng2，QIAO Zebang2，LU Yunqing1，WEI Wei1,2 (1. Nanjing University of Posts and Telecommunications, The Academy of Optoelectronics Engineering, Nanjing 210046, China; 2. State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Insitute of Optics and Procession Mechanics, Chinese Academy of Science (CAS), Xi’an 710119, China) Abstract: Chalcogenide glass has great prospects and important applications in the aerospace, nuclear reaction monitoring and detec-tion. It has become one of the most concerned materials in the field of photonics technology. This review represents recent develop-ments on the studies of chalcogenide glass irradiation resistance properties, and emphases on the damage mechanism at gamma radia-tion. The factors influencing the irradiation resistance properties of chalcogenide glass were analyzed and the feasible ways for en-hancing the irradiation resistance properties were discussed. In addition, some further studies on this aspect were given. Key words: irradiation resistance; chalcogenide glasses; radiation effects; research progress 硫系玻璃是由S、Se、Te和Ge、As、Sb等元素形成的二元或多元化合物玻璃，主要有As–S/Se、Ge–S/Se、Ge–Sb/As–S/Se、Ge–As–Se–Te等体系，由于其具有高的折射率、宽的透红外区域、低的声子能量、优良的成玻成纤能力、稳定的化学性能和光学性能[1–2]，因而在民用及军事领域均有诸多应用，包括：红外传输与探测、有毒痕量气体探测、地球遥感探测、半导体材料红外图像采集以及定向红外干扰、红外遥感等[3]。 近年来，随着提纯与制备工艺的进步，大口径硫系玻璃和低损耗光纤研制成功并不断迈入实用化，硫系玻璃材料在航空航天等领域的应用前景开始被人们重视和挖掘，基于大口径硫系玻璃窗口和低损耗硫系玻璃光纤的探测器方案不断涌现。例如，欧洲宇航局计划于2015年发射的“DARWIN”探测器，由8个太空探测器组成飞行编队，分布在第二Lagrange点附近轨道上，用以寻找类地行星和对类地行星的大气及生命化学痕迹进行分析。组成该探 收稿日期：2012–01–06。修订日期：2012–04–27。基金项目：国家自然科学基金(61177084)资助项目。 第一作者：孟伟(1987—)，男，硕士研究生。 通信作者：郭海涛(1980—)，男，博士，副研究员。Received date:2012–01–06. Revised date: 2012–04–27. First author: MENG Wei (1987–), male, Master candidate. E-mail: mengwei3586123@https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html, Correspondent author: GUO Haitao (1980–), male, Ph.D., Associate pro- fessor. E-mail: guoht_001@https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html, 第40卷第8期2012年8月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 40，No. 8 August，2012
各种玻璃特性详细介绍
各种玻璃特性详细介绍 玻璃的制造已有五千年的历史，一般认为最早的制造者是古代的埃及人。我国在东周时代已能制造玻璃，玻璃组成中都含有氧化铅和氧化钡，与其他国家的古代玻璃有明显的区别。我国历史上有把玻璃称为琉璃、颇黎、假水晶料器、硝子等名称。 玻璃具有一系列非常可贵的特性：透明、坚硬、良好的化学稳定性； 可通过化学组成的调整，大幅度调节玻璃的物理和化学性能，以适应各种不同的使用要求；可以用吹、压、拉、铸、槽沉、离心浇注等多种成形方法，制成各种形状的空心和实心制品；可以通过焊接和粉末烧结等加工方制成形状复杂、尺寸严格的器件。而且，制造玻璃的原料丰富，价格低廉。 因此，作为结构材料和功能材料，玻璃在建材、轻工、交通、医药、化工、电子、航天、原子能等领域获得了极其广泛的应用。 B270/K9 K9玻璃是用K9料制成的玻璃制品，用于光学镀膜等领域 K9料属于光学玻璃，由于它晶莹剔透，所以衍生了很多以K9料为加工对象的工厂，他们加工出来的产品，在市面上称为水晶玻璃制品。 K9的组成如下： SiO2＝69.13％B2O3＝10.75％BaO＝3.07％Na2O＝10.40％K2O＝6.29％As2O3＝0.36％ 它的光学常数为：折射率＝1.51630色散＝0.00806阿贝数＝64.06。 无色光学玻璃--B270技术要求
石英玻璃 石英玻璃以其优良的理化性能，被大量广泛用于半导体技术，新型电光源，彩电荧光粉生产，化工过程，超高电压收尘、远红外辐射加热设备、航空航天技术、某些武器及光学仪器的光学系统、原子能技术、浮法玻璃及元碱玻璃窖的耐火材料，特种玻璃用坩埚，仪器玻璃成型部料碗，紫外线杀菌灯，各种有色金属的生产等诸多领域。石英玻璃SiO2含量大于99.5％，热膨胀系数低，耐高温，化学稳定性好，透紫外光和红外光，熔制温度高、粘度大，成型较难。多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。 石英玻璃在整个波长有特别好的透光性，在红外区（特殊的红外玻璃除外），光谱透射范围比普通玻璃大。在可见光区透过率达93％。在紫外光谱区，特别是在短波，紫外光谱区透过率比其他玻璃好的多。石英玻璃他的光学性能在很大程度上取决于它的化学性能。哪怕是0.001％的杂质就明显地影响产品质量。过度金属杂质会改变波长方向移动，羟基的存在会吸收2.73μm光带。国产光学石英玻璃有三个牌号：JGS1紫外光学石英玻璃，应用波段185-2000nm，用合成石制造，Sicl4为原料，JGS2紫外光学石英玻璃，应用波段220-2500nm，用水晶做原料，气炼法生产；JGS3
基于硫系玻璃的中波红外光学系统无热化设计
收稿日期:2014-09-10;修订日期:2014-10-15 基金项目:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所创新项目 作者简介:付强(1985-),男,博士生,主要从事光学系统设计研究。Email:fuqianghit@https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html, 导师简介:张新(1968-),男,研究员,博士生导师,博士,主要从事成像、非成像光学系统的设计方面研究。Email:optlab@https://www.wendangku.net/doc/9a8768412.html, 基于硫系玻璃的中波红外光学系统无热化设计 付强1,2,张新1 (1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,光学系统先进制造技术中国科学院重点实验室, 吉林长春130033; 2.中国科学院大学,北京100049) 摘要:硫系玻璃作为优良的消色差和消热差红外材料,是红外光学系统中关键光学元件的理想候选材料,文中利用硫系玻璃实现中波红外光学系统无热化设计。首先分析了温度变化对红外光学系统的影响;其次分析了常用硫系玻璃的各方面特性,并总结了硫系玻璃的优点;最后利用硫系玻璃,镜筒材料选择最常用的铝合金材料,设计了一个工作于中波红外的二次成像全球面无热化成像系统。设计结果表明:在0~100℃温度范围内,光学系统的成像质量优异,具有良好的无热化能力。使用硫系玻璃可实现低成本高性能中波红外光学系统。 关键词:红外材料; 热成像系统;无热化设计;硫系玻璃中图分类号:TN213文献标志码:A 文章编号:1007-2276(2015)05-1467-05 Athermalization of the medium-wave infrared optical system based on chalcogenide glasses Fu Qiang 1,2,Zhang Xin 1 (1.Key Laboratory of Optical System Advanced Manufacturing Technology,Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China; 2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China) Abstract:Chalcogenide glasses are excellent achromatic and athermalized infrared materials.They are the ideal candidate for key optical components in infrared optical systems.In this paper,chalcogenide glasses were used to achieve athermalization of the medium -wave infrared optical system.Firstly,the effect of temperature variation on infrared optical systems was introduced.Secondly,some aspects of properties for common chalcogenide glasses were analyzed and the advantages of chalcogenide glasses were summarized.Finally,an athermal medium-wave infrared optical system working in the manner of secondary imaging was designed.The most common aluminum alloy material was used as house material.Design results show that the image quality of the optical system is excellent in the temperature range of 0-100℃.High-performance medium-wave infrared optical systems can be achieved by using chalcogenide glasses with a low-cost. Key words:infrared material;thermal imaging systems;athermal design;chalcogenide glasses 第44卷第5期 红外与激光工程2015年5月 Vol.44No.5Infrared and Laser Engineering May 2015
玻璃钢制品的特性及分类
玻璃钢制品 生活中随处可见的多以金属制品、木材制品、塑料制品、石材制品为主。玻璃钢制品相对于以上几种制品还是比较少见的，但是在许多领域玻璃钢制品已经逐步涉及并渐渐取代这些传统的制品。玻璃钢是一种新型的复合材料，具备着传统的金属、塑料、石材、木材、玻璃等所不具备的性能，并且综合了这些传统制品的优点。 玻璃钢制品的简介： 玻璃钢制品也被叫做玻璃钢复合材料制品，之所以被称谓是复合材料，是因为玻璃钢不是由一种单一的材料制作而成的，而是由两种或者两种以上不同的材料互相组合制作而成的。单一的材料满足不了条件，就可以选择合适的材料加以辅助从而制作出一种新型的产品。这也是玻璃钢制品性能很全面的主要原因。 玻璃钢制品的性能： 1、耐酸碱、耐腐蚀：具有很强的耐腐蚀性能是所有玻璃钢制品所共有的特点，也是最突出的性能之一。 2、耐磨、耐老化：能够在恶劣的腐蚀性环境或是其它一些磨损很大的场合中长期使用。 3、耐高温、阻燃：相对于极易燃烧的木材和导热性很差的金属，玻璃钢这个优点是一个新的突破。 4、不导电、安全性高：玻璃钢制品本身都是绝缘体，不导电、不导热，安全性能极高。 5、使用寿命长：玻璃钢制品的受用寿命一般都在50年以上。 玻璃钢制品的分类： 1、生活类 在日常生活中，玻璃钢制品的用途也十分广泛，如家居生活中的玻璃钢桌子、玻璃钢柜子、玻璃钢椅子、玻璃钢门窗等一些玻璃钢家具。社区花园中的玻璃钢护栏、玻璃钢走道、玻璃钢楼梯踏板，玻璃钢雕塑等等。 2、工业类 在工业中，玻璃钢制品以玻璃钢格栅、玻璃钢化粪池、玻璃钢管道为主，其中格栅板的应用范围最为广泛，如电镀厂、造船厂、化工厂、污水处理厂、电镀设备厂等都使用玻璃钢板材来代替传统的金属板材。再如海上的石油操作平台，玻璃钢操作平台同样以其自身优越的性能取代了金属操作平台。除了以上的三种制品，还有玻璃钢电缆沟盖板、玻璃钢冷却塔、玻璃钢罐、玻璃钢风机、玻璃钢汽车配件等等。 3、环保类 如果将玻璃钢制品进行归类，肯定是属于环保一类的，因为大部分的玻璃钢制品