Ga_(2)S_(3)-Sb_(2)S_(3)-Ag_(2)S硫系玻璃和光纤的制备及性能研究

摘要

本工作确定了一种新型的Ga_(2)S_(3)-Sb_(2)S_(3)-Ag_(2)S硫系玻璃体系的玻璃形成区,研究了玻璃的热稳定性和光学性能、稀土离子掺杂玻璃的中红外发光特性以及玻璃的成纤性能,评估了该玻璃在中红外波段的应用潜力.实验结果表明,Ga_(2)S_(3)-Sb_(2)S_(3)-Ag_(2)S体系的玻璃形成区为~10%—30%Ga_(2)S_(3),~60%—80%Sb_(2)S_(3)和~0—15%Ag_(2)S(均为摩尔分数);该玻璃具有较宽的红外透过范围(~0.8—13.5μm)、较高的线性折射率(~2.564—2.713@10μm)和较大的三阶非线性折射率(~9.7×10^(-14)—15.7×10^(-14)cm^(2)/W@1.55μm);使用1.32μm激光抽运,稀土离子Dy^(3+)在该玻璃中表现出较强的2.91μm和4.41μm中红外发射,发射量子效率分别达76.6%和70.8%;拉制的20Ga_(2)S_(3)-75Sb_(2)S_(3)-5Ag_(2)S:Dy^(3+)(质量分数为0.05%)/20Ga_(2)S_(3)-70Sb_(2)S_(3)-10Ag_(2)S (纤芯/包层)光纤在2—8μm具有良好的传输性能,最低损耗为~3.5 dB/m (@5.7μm).这些优异的性能使得该玻璃或光纤有望应用于红外热成像、非线性光学、中红外光纤激光器等领域.