硫系玻璃中红外发光及抗辐照性能研究

摘要

硫系玻璃是一种性能优良的红外光学材料，其具有声子能量低、折射率高、红外透过窗口宽、化学和热学稳定性较好等优点，被认为是具有广泛应用前景的红外传输材料和红外激光材料。本论文首先对稀土粒子掺杂硫系玻璃进行了制备与光学性能研究；其次，对近年来硫系玻璃辐照性能研究进行分析总结，并在此基础上研究了空间辐照对硫系玻璃红外透过性能的影响。主要研究内容如下：
　　(1)分别制备了Dy~(3+)单掺和Dy~(3+)，Tm~(3+)共掺72GeS_2·18Ga_2S_3·10AgI玻璃，以808nm波长半导体激光器作为泵浦光，进行了相关的光学性能测试。测试结果表明：Dy~(3+)单掺样品由于吸收较弱以及各能级间无辐射跃迁几率较大，2900nm和4300nm很难探测。而共掺样品由于存在能量转移过程，能够明显的观测到中红外荧光发射，掺杂浓度为0.8wt％Dy~(3+)，0.5wt%Tm~(3+)的样品在2900nm和4300nm波段处的发射截面分别达到1.40×10~(-20)cm~2和1.52×10~(-20)cm~2，高于以往报道的的稀土掺杂硫系玻璃。实验证明Dy~(3+)，Tm~(3+)共掺杂72GeS_2·18Ga_2S_3·10AgI是制作光放大器和中红外光纤激光器的合适增益介质材料。
　　(2)制备了不同系统组分的硫系玻璃，研究辐照对硫系玻璃红外透过率的影响，主要目的是甄选出可在辐照环境下工作的硫系红外材料。实验证明：硫系玻璃组分在经过1000rad/h×10h辐照剂量后，红外波段透过率没有变化。而经过提纯后的Ge-Sb-Se玻璃，在高剂量率（3000rad/h，10分钟）辐照后，性能有所降低，出现新的吸收峰，论文最后分析了相关原因。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 稀土掺杂硫(卤)系玻璃中红外发光的研究进展

1.3 激光技术

1.4 硫系红外玻璃材料耐辐射性能研究进展

1.5 硫系玻璃的主要应用

1.6 论文的目的及意义

第二章 硫系玻璃制备和测试方法

2.1 引言

2.2 硫系玻璃的制备技术

2.3 硫（卤）系玻璃的测试

2.4 Judd-Ofelt理论

第三章 稀土掺杂硫系玻璃的光学特性研究

3.1 Dy3+单掺Ge-Ga-S-AgI硫系玻璃的光学特性研究

3.2 Dy3+, Tm3+共掺GGA玻璃光学特性研究

3.3 本章总结

第四章 硫系玻璃的耐辐照性能研究

4.1 引言

4.2 样品熔制工艺及物理参数

4.3 辐射相关术语与辐致效应

4.4 辐照实验设计

4.5 结果与讨论

4.6 本章总结

第五章 总结及展望

5.1 全文总结

5.2 论文的创新性工作

5.3 研究展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢