硫系玻璃透射曲线
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红外光学硫系玻璃测试条纹度1 范围GB/T XXXXX的本部分规定了红外光学硫系玻璃条纹测试原理及仪器和设备、测试条件、试样、测试程序、数据处理和测试报告。
本部分适用于红外光学硫系玻璃条纹的检测,也适用于其他红外光学玻璃条纹的检测。
2 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
2.1条纹 striae玻璃内局部折射率显著不均匀所呈现的条状、层理状或扭曲状的区域。
[ISO10110-4,定义2.2]2.2条纹度 degree of striae玻璃内部条纹的严重程度,以条纹区域总面积占试样测试区域总面积的百分比和条纹灰度表示。
[MIL-G-174B,定义3.38]3 测试原理基于平行光投影法,以均匀的准直红外光照射被测试样,通过条纹处的光线会发生偏折,利用红外成像系统采集并显示该试样的条纹影像,对条纹区域的灰度和面积进行判读。
红外光学硫系玻璃条纹测试原理见图1。
说明:1──光源;2──聚光镜;3──光源光阑;4──准直透镜;5──试样;6──会聚透镜1;7──孔径光阑;8──会聚透镜2;9──图像传感器;10──计算机图像采集、处理与显示系统。
图1 红外光学硫系玻璃条纹测试原理图4 仪器和设备4.1 仪器组成条纹测试设备由光源、准直系统、倍率转换系统、图像传感器及计算机图像采集、处理与显示系统组成,按图1组装。
4.2 光源采用光强度分布均匀的非相干红外光源,其光照度不均匀性应小于1%。
所发射的光谱应在试样的通光光谱区域内。
光源单位面积的辐射通量应满足图像传感器响应要求。
4.3 准直系统准直系统由聚光镜、光源光阑和准直透镜组成,且准直系统的出射光口径应大于试样口径。
4.4 倍率转换系统倍率转换系统由会聚透镜1、孔径光阑和会聚透镜2组成,孔径光阑置于会聚透镜1和会聚透镜2之间,其位置和孔径大小确保试样的条纹影像能够清晰投影在图像传感器靶面上;会聚透镜2焦距应在100mm±0.3mm范围内。
4.5 图像传感器倍率转换系统将反映条纹图像的红外辐射信号投射到图像传感器表面,图像传感器将红外辐射信号转化为电子信号。
常用红外光学材料及其加工技术申卫江【期刊名称】《《科技视界》》【年(卷),期】2019(000)015【总页数】3页(P147-149)【关键词】红外光学材料; 特性; 晶体; 光学元件; 加工【作者】申卫江【作者单位】云南国防工业职业技术学院云南昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TJ765.3310 引言红外技术的研究及其应用,已成为现代光学技术发展的一个重要方向,而其发展的水平主要取决于红外光学材料和红外探测器的水平。
红外光学材料是指在红外热成像仪、红外导引头等红外光学仪器中用于制造透镜、棱镜、窗口、滤光片、整流罩等光学元件的一类材料,这些材料具备满足需要的光学性能和理化性质,即具有良好的红外透明性与较宽的透明波段,并具有良好的加工性能,可方便制作成形状各异、精度较高的光学元件。
红外光学材料不可能在整个红外波段0.76~750μm均具有良好的透过率,它只能在某一红外波段内,具有一定的透过能力。
另外,由于红外光线在大气中传播时,在1~3μm、3~5μm和8~14μm波段的衰减最小,所以,这三个波段也被称为红外光线的“大气窗口”。
目前国内外红外光学材料发展的重点也主要是适用于这三个“窗口”的光学材料。
针对不同红外光学材料的物理、化学性质,以及所要加工的光学元件的形状、要求等,选择适合的加工方法,具有非常重要的意义。
目前红外光学材料的加工方法主要有古典法、单点金刚石切削法、数控研抛法等,这些加工方法各有其特点和适用范围。
本文将结合现行生产和技术状况,就目前常用红外光学材料的基本性质,及其相应的加工方法作一简要介绍,以达到抛砖引玉的作用。
1 红外光学材料的分类红外光学材料主要分为玻璃、塑料和晶体三大类。
1.1 红外光学玻璃传统的红外光学玻璃有光学石英玻璃、铝酸钙玻璃和高硅氧玻璃三种。
他们具有较高的光学均匀性,能满足大尺寸高精度零件的要求,机械强度较高,化学稳定性好,熔炼和加工容易,成本低,在近红外和中红外波段得到一定程度的应用。
图1 掺杂Nd3+/Yb3+硫系玻璃的吸收光谱图
首先选择波长为808 nm的激光器作为泵浦源对样品进行处理,得到样品在808 nm波长下的发射光谱图,如图2(a)所示。
图中出现了波长为980 nm和1 060 nm的峰值。
波长为1 060 nm峰值处观察得到随着Yb3+离子浓度的增加此
图2 不同条件下的发射光谱图
能级跃迁图可以清晰的解释上述现象。
图3表示的是Nd3+/Yb3+离子的能量转移机制在能级图中的展现。
图中Nd3+的能级中,4I9/2→2H9/2表示在808 nm激光器的激发下Nd3+的能级跃迁。
当Nd3+离子受到波长为808 nm的泵浦时,会产
图3 激发波长为808 nm,590 nm,473 nm时对应的能级图
同样,利用能级跃迁图来分析。
图3中Nd3+的
4I
→2G9/2表示受到激发波长为473 nm激发下的跃迁过程。
9/2
观察出Nd3+离子的激发态2G9/2正好可以产生两种跃迁使得
能量转移给Yb3+离子。
这两种跃迁分别是Nd3+:2G→4F、
图4 掺杂不同浓度Nd3+/Yb3+硫系玻璃的荧光衰减曲线图
表1 掺杂Nd3+/Yb3+硫系玻璃的荧光寿命以及
能量转移效率表
样品荧光寿命 (μs)能量转移率 (%)
0.1Nd119.9 -。
第7卷 第3期2014年6月 中国光学 Chinese Optics Vol.7 No.3 Jun.2014 收稿日期:2013⁃12⁃10;修订日期:2014⁃02⁃13 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目文章编号 2095⁃1531(2014)03⁃0449⁃07硫系玻璃在现代红外热成像系统中的应用白 瑜1,2,3∗,廖志远1,李 华1,程习敏1,3,邢廷文1,蒋亚东2(1.中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;2.电子科技大学光电信息学院,四川成都610054;3.中国科学院大学,北京100049)摘要:介绍了硫系红外玻璃的组成成分,分析了其独特的优势,建立了红外热成像系统中各个参数和温度之间关系的数学模型。
基于硫系玻璃折射率温度系数小、成本低的优点,将硫系玻璃应用于红外热成像探测系统,并给出了一种折射式的中波红外热成像消热差探测系统实例,评价结果表明,该系统在低温-40℃、常温20℃、高温60℃都取得了良好的成像质量,适用于像元数为320pixel ×256pixel,像元尺寸为30μm ×30μm 的中波红外凝视型焦平面阵列探测器。
关 键 词:红外探测;应用光学;光学设计;硫系玻璃中图分类号:TN213 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20140703.0449Application of the chalcogenide glass in moderninfrared thermal imaging systemsBAI Yu 1,2,3∗,LIAO Zhi⁃yuan 1,LI Hua 1,CHENG Xi⁃min 1,3,XING Ting⁃wen 1,JIANG Ya⁃dong 2(1.Institute of Optics and Electronics ,Chinese Academy of Sciences ,Chengdu 610209,China ;2.School of Optoelectronic Information ,University of Electronic Science and Technology of China ,Chengdu 610054,China ;3.University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China )∗Corresponding author ,E⁃mail :baiyu 91258@ Abstract :The composition of novel chalcogenide infrared glass are introduced in this pared with other infrared glass,its advantages are analyzed.Mathematical model of relation between the temperature and other parameters in infrared detection imaging system is established.Benefitting from the less index tempera⁃ture coefficient and low cost of chalcogenide infrared glasses,a refractive mid⁃wave infrared(MWIR)detection thermalization imaging system is presented.The design results indicate that the system has good imaging quali⁃ty at the temperature of -40℃,20℃and 60℃.The system is compatible with staring focal plane array MWIR detector with 320pixel ×256pixel and pixel pitch of 30μm ×30μm.Key words :infrared detection;applied optics;optical design;chalcogenide glass1 引 言 随着温度的变化,红外热成像探测系统的曲率半径、元件厚度、元件间隔、非球面系数、光学材料折射率都会发生相应的改变,同时红外探测器的光敏面也随温度的变化而漂移,导致红外热成像探测系统的像面离焦,系统无法正常工作,因此,热补偿和热设计是红外热成像探测系统的关键技术之一。
Ge-Se 硫系玻璃的光学性能与特征温度研究坚增运;贾婷婷;许军锋;薛改勤;朱满;常芳娥【摘要】In order to determine the relationship between the composition and glass transition temperature of the metal melt,solve the problem of the amorphous formation ability of metal and the accurate design of the amorphous material components,the optical properties and characteristic temperature of Ge-Se chalcogenide glass were studied.The samples of good compactness of GeSe4 and GeSe8 glass were prepared by the method of the melt-quenched.By the Fourier transform infrared spectrometry,the infrared transmittance of the sample was measured.The refractive index n of the two samples was calculated by the approximate linear relation equation.With the method of differential scanning thermal analysis,the glass transition temperature T g of the sample was measured.The dynamics ideal glass transition temperature T 0g of the specimen was fitted by VFT equation.The results show:The infrared transmittance is about 60%,indicating that the infrared performance is good.The ref ractive index of the GeSe4 and GeSe8 sample in 3 μm and 10 μm are respectively 2.558 5 and 2.463 0,2.599 4 and 2.481 8.The glass transition temperature T g and the dynamics ideal glass transition temperature T 0g of the sample were respectively 161.33 ℃ an d98.99 ℃,161.33 ℃ and 98.99 ℃.%为了确定金属熔体玻璃化转变温度与成分之间的关系,解决金属非晶形成能力和非晶材料成分准确设计的问题,对 Ge-Se 硫系玻璃的光学性能与特征温度进行了研究.通过熔融-淬冷的方法制备出致密性良好的 GeSe4和 GeSe8玻璃试样,利用傅里叶变换红外光谱测定了试样的红外透过率,通过近似关系式计算出这两种试样的折射率 n,采用差示扫描热分析方法获得该材料的玻璃转变温度 T g ,根据 VFT 方程拟合法来确定试样的动力学理想玻璃化转变温度 T 0g .研究结果表明:试样在2~15μm 波长范围内的红外透过率在60%左右,红外透过性能良好.GeSe4试样和 GeSe8试样在3μm 和10μm 处的折射率分别为2.5585和2.4630、2.5944和2.4818.测定该红外玻璃的实际玻璃转化温度 T g 和动力学理想玻璃化转变温度T 0g 分别为161.33℃和98.99℃,147.85℃和75.76℃.【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】6页(P149-154)【关键词】硫系玻璃;透过率;折射率;玻璃转变温度【作者】坚增运;贾婷婷;许军锋;薛改勤;朱满;常芳娥【作者单位】西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TN213硫系玻璃是一种以硫族元素(S、Se、Te,除O外)为主要组分,同时混合引入一些其他金属元素(Ge、Si、As、Sb等)而形成的一种红外光学玻璃[1-3].与传统的光学玻璃锗比较,硫系玻璃中锗元素的含量较前者要少许多,因此其更适用于低成本的红外热成像探测系统的生产[4].硫系玻璃还具有较小的折射率温度系数、较小的热差系数、较宽的红外光谱透过特性、适合模压成型和大口径制备(最大直径可达140 mm以上)等特点[5].因此,自20世纪50年代以来,它已成为可应用于红外热像仪光学镜头的理想候选材料,在军用战舰导航、民用车载夜视和星际探测等领域得到了广泛的应用[6-9].目前,确定实际玻璃化转变温度Tg和动力学理想玻璃化转变温度T0g的常用方法有实验测定法和计算机模拟法[10-12],但前提条件是凝固后的熔体必须形成非晶体.前期的研究工作中,由于受到非晶形成能力的影响,研究者们主要采用实验法研究了多元硫系玻璃(如:Ge-Ga-S、Ge33As12Se55、Ge-As-Ga-S、Ga-La-S、Ge-S-I和Ge-As-Se)的特性[13-15],运用计算机模拟法对二元红外玻璃的光学性能等进行了模拟分析.虽然通过计算机模拟法可以得到形成非晶体的冷速,但该方法使用时要知道相应的势函数,而目前已知的势函数只有一些特定成分纯金属和少数合金的.所以,模拟法和实验法都有局限性,造成的结果就是人们只能获得个别多元合金和纯金属Tg、T0g的计算机模拟值及实验值,绝大部分合金的Tg和T0g是不确定的.如果能得到金属熔体的特征温度,就可以解决目前方法因不能对常用合金的Tg和T0g进行确定,而无法对硫系玻璃的成分和熔炼工艺进行准确设计和有效控制的问题.因此,文中选取二元Ge-Se硫系玻璃作为研究对象,通过对其光学性能研究,解决金属非晶形成能力和非晶材料成分准确设计的问题;通过特征温度的确定,来完善计算机模拟方法所造成的局限性,建立起金属熔体玻璃化转变的特征温度与熔体成分之间的定量关系,进而完善二元硫系玻璃的熔炼工艺.1.1 玻璃试样的制备实验所选原料为块状的高纯锗(99.999%)和硒(99.99%).挑选无杂质、无裂纹的石英管作为盛料装置,依次用HF酸-去离子水-丙酮-去离子水对试管进行清洗,将清洗干净的试管放在烘箱中烘干;将Ge和Se原料按照化学计量比称好并装入干燥后的石英管中,抽真空,待真空度达到2.3× 10—3Pa左右时,用氢氧焰熔封试管;自制摇摆炉中对原料进行熔融处理,熔融温度约为950℃,熔融时间长达72 h;将炉温降到(820±10)℃左右取出试样空冷或水冷,获得GeSe4和GeSe8玻璃样品.1.2 性能检测样品结构的鉴定选用XRD-6000型X射线衍射仪(X-Ray Diffractomer,XRD).把制备成功的Ge-Se试样切成厚度为2 mm的薄片,将切好的片状样品在砂纸上逐次打磨,用颗粒度为0.5μm的金刚石研磨膏抛光,测试其红外透过率.光学性能的检测在Spectrum GX型傅里叶变换红外光谱仪上进行.计算折射率需要先知道试样的密度,而后才能根据近似关系式获得折射率.已知密度测试具体操作步骤为称量干燥试样的质量M1,将试样没入盛有去离子水的吊篮中,读取电子天平的测量值M2;利用公式ρ=ρ0×M1/(M1—M2)进行密度计算,确定折射率.玻璃化转变温度采用Mettler Toled公司DSC 823e型试验机测定差示扫描量热(Differential Scanning Calorimeter,DSC)曲线,取一块质量约为5 g的试样,研磨成粒度小于50μm的粉末备用,升温速率R=10℃·min—1,待测样品质量m 约为20 mg,加入样品装置选用铝坩埚.2.1 结构鉴定分析烧制成功的GeSe4和GeSe8玻璃试样的X射线衍射图谱如图1所示,从衍射结果可以看出,所制备的试样具有典型的非晶态物质的结构特征,即具有三个宽化的衍射峰包,类似于液态物质的衍射图谱,表明所制的GeSe4和GeSe8试样均为非晶态物质.2.2 红外透过率及其影响因素GeSe4和GeSe8玻璃试样的红外透过光谱测试结果如图2所示.从图2可以看出,试样在2~15μm的波长范围内红外性能良好,其红外透过率均在60%以上,且GeSe4玻璃试样的红外性能要优于GeSe8玻璃试样.因此,该成分的玻璃可有效应用于3~5μm和8~12μm大气红外窗口.从红外光谱图上还可以看出,随着Se 含量的增加,Ge-Se红外玻璃的透过率呈减小趋势,且在波长λ约为4.55μm时,GeSe4和GeSe8玻璃试样均出现了杂质吸收峰,在波长约为6.32μm时,GeSe4成分的试样依然有杂峰存在.由文献[16]可知,在λ≈4.55μm处形成吸收带对应的官能团一般为Se-H,在λ≈6.32μm处形成吸收带对应的官能团为H—O—H.由此可以判定,玻璃中存在的主要杂质是H元素和O元素.杂质H主要来源于合成硫系玻璃所用的初始原料及器皿,O杂质主要来自于原料(表面)、石英安瓿以及封接过程.此外,还与高纯原料的保存装置和称量过程的快慢程度有关,不论是保存不当还是称量速度过慢,都会致使原料吸收水分而引入H2O分子.因而,在整个实验过程中应合理的控制外界因素对样品本身造成的影响,进而避免杂质的引入.2.3 折射率计算与分析随着玻璃中引入元素原子量的增加,硫系玻璃的红外折射率与密度呈直线上升趋势.由文献[17]可知,硫系玻璃在3μm和10μm处的折射率n与密度ρ的近似线性关系式分别为将所测平均密度代入式(1)和式(2),即可得到GeSe4和GeSe8玻璃试样的折射率n,计算结果见表1.这与文献[18]计算的Ge22As20Se58和Ge20Se65Sb15玻璃在10μm波段的折射率2.494 4和2.584 2相接近,误差较小.从表1可以看出,GeSe8玻璃试样在3μm和10μm处的折射率均大于GeSe4试样所对应的折射率,这是因为密度增大时,玻璃的折射率也会增加.2.4 DSC曲线及特征温度图3(a)和3(b)分别为不同升温速率R(5℃· min—1、10℃·min—1、20℃·min—1、30℃·min—1、40℃·min—1)下测定的GeSe4和GeSe8玻璃试样的差示扫描曲线图,通过曲线可知不同升温速率R对应的玻璃化转变温度Tg也不同.将加热速率R 为10℃·min—1的玻璃转变温度称为实际玻璃化转变温度.所以,GeSe4和GeSe8玻璃试样的实际玻璃化转变温度如图3中的箭头所指,分别为161.33℃和98.99℃.从图3(a)可看出,当升温速率R为20℃·min—1时,DSC曲线会与升温速率为30℃·min—1的DSC曲线有所交叉,这是由实验过程中充入气流的稳定性决定的,稳定性越好,实验误差越小,得到的曲线越光滑. 由文献[19]可知表示当Rh→0时的玻璃化转变温度,即理想的玻璃化转变温度.已知不同升温速率Rh与对应的玻璃化转变温度Tg之间关系式为式中:Rh为升温速率为玻璃转变温度,A、D、为拟合参数.根据式(3)对和D 进行拟合,得到GeSe4和GeSe8试样的拟合参数结果见表2,拟合曲线如图4所示.图4中▲代表不同升温速率所对应的玻璃转变温度,曲线的走向代表Tg随升温速率变化的趋势.结合图3和图4可以看出,实际玻璃化转变温度Tg和理想玻璃化转变温度均会随着R的增加而增加.对比表2和图3可知,拟合参数值是小于Tg值的,且,这与硫系玻璃文献[19]中的结果相吻合.研究结果发现,影响硫系玻璃Tg的主要因素是系统中化学键的总平均键能,总平均键能越高,Tg越大[20-21].因此,锗与硒含量的相对变化对玻璃转变温度Tg的影响应与平均键能的变化有关.1)通过熔融-淬冷的方法制备的GeSe4和GeSe8块状玻璃试样,在2~15μm的波长范围内其红外透过率在60%以上,红外性能良好.2)GeSe4和GeSe8玻璃试样的实际玻璃转变温度分别为161.33℃和98.99℃,理想玻璃转变温度分别为147.85℃和75.76℃,具有良好的热稳定性和成玻性. 3)测定结果显示GeSe4和GeSe8试样的密度分别为4.30 g·cm—3和4.36g·cm—3,近似计算可得两种成分在3μm处的折射率分别为2.56和2.59,在10μm处的折射率分别为2.46和2.48.简讯西安工业大学将脉冲电弧离子束镀膜技术、非平衡磁控溅射镀膜技术和电子束热蒸发镀膜技术根据薄膜种类进行组合使用,研制出了一种多功能组合光学镀膜机,成功实现了各种光学薄膜、光电功能多层薄膜以及光电微系统的制备。
红外透波资料的研究发展纲要:红外透波资料是指对红外线透过率高的资料,是红外技术的应用基础之一。
本文介绍了几类常用红外透过资料的基天性质,简述了其制备技术及发显现状,并议论了各自存在问题,并对红外透波资料将来发展进行了展望。
重点词:红外透波资料;玻璃;晶体;陶瓷;制备技术1前言当前,红外技术与激光技术齐驱并驾,在军事上据有举足轻重的地位。
红外成像、红外侦探、红外追踪、红外制导、红外预警、红外抗衡等在现代和将来战争中都是很重要的战术和战略手段。
在二十世纪 70 年月此后,军事红外技术又逐渐向民用部门转变。
标记红外技术最新成就的红外热成像技术,与雷达、电视一同组成今世三大传感系统,特别是焦平面排阵技术的采纳,将使发展成可与眼睛相媲美的凝望系统。
而红外透波资料是红外热成像系统的光学元件的重要材料。
红外透波资料不只要求拥有高性能、小体积,还要造价低。
高性能主要包含:构造完好、组分均匀免得发生散射,在丈量波段内拥有高红外透射率;热稳固性好,透射比和折射率不该随温度变化而变化;载流子寿命长,不宜潮解,耐酸碱腐化性好;力学性能优秀,能够蒙受高运动的速压载荷等。
2红外透波资料的特点值透过率一般透过率要求在 50%以上,同时要求透过率的频次范围要宽。
红外透波资料的透射短波限,关于纯晶体,决定于其电子从价带跃迁到导带的汲取,即其禁带宽度。
透射长波限决定于声子汲取,和晶格构造及均匀原子量有关。
折射率和色散不一样资料用途不一样,对折射率的要求也不同样。
关于窗口和整流罩的资料要求折射率低,以减少反射损失。
关于透镜、棱镜、红外光学系统要求尽量高的折射率。
发射率对红外透波资料的发射率要求尽量低,免得增添红外系统的目标特点,特别是军用系统易裸露。
其余和选择其余光学资料同样,都要注意其力学、化学、物理性质,要求温度稳固性好,对水、气稳固,力学性质主要有弹性模量、扭转刚度、泊松比、拉伸强度和硬度。
物理性质包含熔点、热导率、膨胀系数及可成型性。
硫系玻璃非球面透镜的模压温度与应力研究曹胜;朱勇建;范玉峰;王宇;焦洁;陈岁繁【摘要】在硫系玻璃模压成形技术中,为确定适宜工艺参数和降低残余应力,提高模具精度和玻璃表面成形质量,建立基于非线性有限元分析法的硫系玻璃非球面透镜的模压成形模型.采用二维轴对称模型分析,五单元的广义M ax w ell黏弹性模型作为输入模型,通过此模型研究非球面透镜在不同温度下的热量扩散和应力分布情况,并研究模压后非球面透镜表面位移、速度、温度和残余应力的关系;再用仿真结论指导试验完成,得出红外硫系玻璃IG5非球面透镜模压的适宜温度为315℃左右,压造时间为60 s.【期刊名称】《浙江科技学院学报》【年(卷),期】2018(030)005【总页数】9页(P412-420)【关键词】硫系玻璃模压;残余应力;IG5;模压温度【作者】曹胜;朱勇建;范玉峰;王宇;焦洁;陈岁繁【作者单位】浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023;浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023;浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023;浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023;浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023;浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023【正文语种】中文【中图分类】TQ171.63随着军工、检测等行业的迅猛发展,红外硫系玻璃非球面透镜的应用日益广泛[1]。
硫系玻璃的透红外性能和成玻能力较好,故广泛应用于夜视系统中[2];非球面透镜相对于球面透镜成像质量更高,容易调整光学像差,便于优化光学系统结构[3]。
非球面的传统研磨加工方式生产周期长、效率低、成本高,而玻璃模压成形技术(glass molding process, GMP)是在高温无氧环境下,玻璃呈现黏弹性状态,在模具型腔中进行压造作业,然后玻璃透镜在适宜的温度下退火冷却,冷却后即可投入使用。
但是,模压成形制造技术对模具要求极高,运用试错法反复制造模具的方式成本极高。
红外光学材料红外光学材料红外光学系统与可见光光学系统的主要区别在于只有有限的材料可有效应⽤于中波红外和长波红外波段,能同时应⽤于这两个波段的材料就更少。
表2-1列出了⼏种⽐较常⽤的红外光学材料及其重要特性。
2.2.1红外光学材料的特点红外光学系统中所使⽤的材料⼀般具有以下特点[i,ii,iii]:(1)红外材料不仅种类有限,⽽且价格昂贵(⼀般在⼏千到⼏万元⼀公⽄)。
(2)某些材料的折射率温度系数(dn/dt )较⼤,导致焦距随温度的漂移较⼤。
如果⼯作温度范围较宽,则必须适当的选择红外光学材料或采取必要措施进⾏补偿。
(3)某些光学材料易碎,且化学稳定性差,使得加⼯以及安装困难,成品率不⾼。
(4)许多光学材料不透明,根据材料和波段的不同⽽表现出不同的颜⾊。
(5)红外光学材料受热时都会发⽣⾃辐射,导致杂散光形成。
表2-1 常⽤红外光学材料的特性材料折射率(4µm )折射率(10µm )dn/dt/℃锗 4.0243 4.0032 0.000396 硅3.4255 3.4179 0.00015 硫化锌(CVD ) 2.252 2.2005 0.0000433 硒化锌(CVD )2.4331 2.4065 0.00006 AMTIR I 2.5141 2.4976 0.000072 氟化镁 1.3526 + 0.00002 蓝宝⽯ 1.6753 + 0.00001 三硫化砷 2.4112 2.3816 × 氟化钙 1.4097 + 0.000011 氟化钡1.458 * -0.000016 601228Se As Ge +2.6038 0.000091 651520Se As Ge2.60582.58580.000058“+”不透过;“×”得不到;“*”透射,但折射率剧烈下降图2.1 红外材料的光谱透过率图2.1为较常⽤红外材料包括表⾯损失的透过率。
实际应⽤过程中涂镀⾼效抗反射膜可以达到相当⾼的透过率(95%-98%),图中未包含硫系玻璃(601228Se As Ge 、651520Se As Ge )的透过率曲线。
第二章红外光学材料的光学性质§2.1 引言§2.2反射§2.3透过率和吸收系数以及和温度的关系§2.4折射指数、色散和折射指数的温度关系§2.5散射§2.6 发射率§2.7红外材料的微波透射性质§2.1引言红外光学材料首先要注意的是它的光学性质,然后确定该种材料所适用的光学波段,其后才能考虑它的力学、热学性质。
在相同使用波段情况下,在各个材料之间进行选择,光学性质是红外光学材料最重要的基本性质。
红外光学材料的光学性质是一个广泛的说法,它实际上包含的内容很多。
有光的反射、理论透过率、吸收系数以及和温度的关系、透过率与温度的关系、折射指数以及折射指数的色散关系和温度关系、发射率和红外光学材料的微波介电性质等等。
在本章中试图对上述这些性质作尽可能详细的讨论。
对于每一种材料,希望能给出具体的实验数据。
§2.2反射损伤在第一章的(1-5-18)式中表示了垂直入射光通过两种不同介质(其折射指数分别为n 1和n 2)界面时所产生的反射和透射。
()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=22121221214n n n n T n n n n R (2-2-1) 在求得上式的过程中是假定介质电导率0=σ。
因而光在介质中传播时没有损耗。
在电导率0≠σ的情况下,在界面的反射系数可表示为:()()222211kn k n R +++-= (2-2-2) 这里k 是消光系数(参见第一章§4),πλβ4=k ,β为吸收系数,对于红外光学材料β值通常在10-1~10-4,因之,消光系数k 的数值在4×10-6~4×10-9之间。
和(n-1)2, (n+1)2相比是一个非常小的量。
因而,在反射率的计算中完全可以忽略。
于是,单面反射率通常可以表示为:()()2211n n R +-= (2-2-3)这里R 是垂直入射时的反射率。
Ge-Sb-S硫系玻璃的光谱特性及网络结构阈值行为研究黄益聪;陈飞飞;乔北京;戴世勋;徐铁锋;聂秋华【摘要】用熔融淬冷技术制备了两组 Ge-Sb-S三元体系的硫系玻璃,获得了在不同 Ge 和 Sb 元素含量下制备所得玻璃的一系列物化及光谱学特性,并结合拉曼光谱从玻璃微观结构层面对光学特性的变化进行了系统的分析。
利用基于平均配位数(Z)的玻璃网络限制理论直观地描述了网络结构的变化趋势,发现当玻璃的Z值超过2.6时,其相应的拉曼谱上会有明显的新峰出现,说明玻璃的网络结构产生了阈值行为且结构组成发生了明显变化,具体表现为非金属化合键的减少和金属化合键的增加。
玻璃网络中新功能团的形成改变了玻璃整体键能的大小,进而影响了玻璃的能带结构,从而玻璃的光学带隙(Eopg )值也随着Z值的变化表征出相应的阈值行为。
%Two series of chalcogenide glasses in Ge-Sb-S ternary system were synthesized with melt-quenching method.The phy-cochemical properties and spectral characteristic of glasses with different content of Ge and Sb were obtained with a series of measurements,and the systematic analysis on the change of optical properties was conducted in terms of microstructure of glas-ses combined with the Raman spectra.With constraint theory based on mean coordination number (Z),we described the varia-tion trend of network structure directly.It was found that as long as the value of Z reaches 2.6 ,new vibration peaks would be formed in the Raman spectra indicating the presence of threshold behavior as well as the change of the network structure of the Ge-Sb-S glasses which could be expressed in a specific varition in the number of metal bonds and the nonmetal bonds.The ap-pearance of new functional groups in the networkhave changed the total bond energy of glasses,and then affected the energy band structure of glasses representing the corresponding threshold behavior of the value of optical band gap (Eopg ).【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2016(036)010【总页数】6页(P3163-3168)【关键词】硫系玻璃;阈值行为;平均配位数;拉曼光谱;光学带隙【作者】黄益聪;陈飞飞;乔北京;戴世勋;徐铁锋;聂秋华【作者单位】宁波大学高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江宁波315211;宁波大学高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江宁波 315211;宁波大学高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江宁波 315211;宁波大学高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江宁波 315211;宁波大学高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江宁波 315211;宁波大学高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】TN213作为一类典型的以共价键为主成键结构的玻璃来说,硫系玻璃在过去的几十年里得到了研究者们广泛的关注和研究。
第48卷第5期 2020年5月硅 酸 盐 学 报Vol. 48,No. 5 May ,2020JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI :10.14062/j.issn.0454-5648.2020.05.20190745Ge 10As 40Se 50硫系玻璃黏温性能及动力学强弱性周 鹏1,赵 华1,祖成奎1,郭腾霄2,徐建洁2,刘永华1,陶海征3,石凯文3,张 瑞1,陈 玮1(1. 中国建筑材料科学研究总院有限公司玻璃科学研究院,北京 100024;2. 国民核生化灾害防护国家重点实验室,北京 102205;3. 硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉理工大学,武汉 430070)摘 要:采用纤维伸长法、旋转法测试了Ge 10As 40Se 50硫系玻璃的黏度。
通过比较不同方程的准确性,确定V ogel-Fulcher-Tammann 方程为该玻璃黏度拟合的最优模型,推导出玻璃黏度随温度的变化关系,根据Angell 图计算其强弱性指数m ,与其他Ge x As y Se 1-x -y 玻璃的m 进行比较,采用X 射线光电子能谱仪对其网络结构进行分析。
结果表明:在平均配位数r 为2.0~2.6区间内,Ge x As y Se 1-x -y 系统玻璃的动力学强弱性整体的变化趋势符合拓扑约束理论,表现为随着r 变大,Ge x As y Se 1-x -y 系统的m 整体上呈现降低的趋势,但是当r 大于2.2,m 值并不严格随着r 的变大而减小,r 为2.6的Ge 10As 40Se 50硫系玻璃存在的Se 链结构影响了网络结构稳定性,导致其强弱性指数m偏高。
关键词:硫系玻璃;黏温特性;强弱特性;网络结构中图分类号:TQ171 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2020)05–0718–05 网络出版时间:2020–03–06Temperature Dependence of Viscosity and Fragility of Ge 10As 40Se 50 Chalcogenide GlassZHOU Peng 1, ZHAO Hua 1, ZU Chengkui 1, GUO Tengxiao 2, XU Jianjie 2, LIU Yonghua 1, TAO Haizheng 3,SHI Kaiwen 3, ZHANG Rui 1, CHEN Wei 1(1. Institute of Glass Science,China Building Material Academy, Beijing 100024, China;(2. National Key Laboratory of Nuclear and Biochemical Disaster Prevention, Beijing 102205, China;(3. State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)Abstract: The viscosity of Ge 10As 40Se 50 chalcogenide glass was investigated by fiber elongation and rotation methods. The V ogel-Fulcher-Tammann equation was proposed as an optimal fitting model after comparing to the accuracy of different equations. Ge x As y Se 1-x -y glasses were compared according to the fragility, m , derived from the Angell plot. The network structure of Ge 10As 40Se 50 chalcogenide glass was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results show that the fragility change of Ge x As y Se 1-x -y glasses follows the topological constraint theory in the range of the average coordination numbers (i.e ., r =2.0–2.6). The m of Ge x As y Se 1-x -y glasses decreases as r increases. However, the m does not strictly decrease as r increases when r is greater than 2.2. Based on the XPS results,Ge 10As 40Se 50 chalcogenide glass exists Se chain in the network structure, thus affecting the stability and results at a greater m .Keywords: chalcogenide glass; temperature dependence of viscosity; fragility; network structure硫系玻璃作为新一代温度自适应红外光学系统的核心材料,应用前景十分广阔[1–3]。
Ge-Se-Sb玻璃的热膨胀分析许军锋;郑超;杨伟;常芳娥;坚增运【摘要】为了研究成分对Ge-Se-Sb玻璃的转变温度(Tg),热膨胀系数(α)和软化点(Tsoft)的影响,采用差示扫描量热法(DSC)和热机械分析(TMA)两种技术对GexSe90-xSb10与GexSe80-x Sb20系列硫系玻璃进行了测试研究.结果表明:当Ge原子数分数含量小于25%时,随其含量的增加,GexSe90-xSb10玻璃的转变温度Tg从260℃增加到320℃,软化点Tsoft从289℃增加到350℃.GexSe80-xSb20玻璃的Tg点从193℃增加到258℃,Tsoft点从201℃增加到269℃,但两者的热膨胀系数均随Ge含量增加而逐渐减小,其原因与Ge单质的高熔点和低膨胀系数性质有关.TMA测得的Tg点比DSC测试结果低约10℃.若考察玻璃结构变化特性应参考DSC结果,而对玻璃进行成型加工设计应参考TMA结果.%To study the effect of composition on the glass transition point(Tg ),expansion coefficient (α)and softening point (Tsoft)of Ge-Se-Sb glass,GexSe90-xSb10 and GexSe80-xSb20 glasses are investigated by DSC and TMA techniques.The results show:If Ge<25%,with increase of Ge,Tg of GexSe90-xSb10 increases from 260 ℃ to 320 ℃,Tsoft increases from 289 ℃ to350 ℃.For GexSe80-xSb20 glass,Tg increases from 193 ℃ to 258 ℃,and Tsoft increases from 201 ℃ to 269 ℃.Both expansion coefficient of the two glasses decreases with increase of Ge content.It is attributed to the high melting point and low expansion coefficient of Ge.In addition,Tg of TMA is 10 ℃ lower than that of DSC result .But both of them are useful,DSC result is for studying the structure transition and TMA result is for designing the formation process.【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2016(036)010【总页数】6页(P816-821)【关键词】硫系玻璃;热膨胀;红外材料;玻璃转变温度【作者】许军锋;郑超;杨伟;常芳娥;坚增运【作者单位】西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TN213红外热成像系统对人们生产生活有着非常广阔的应用前景,但因其成本高昂至今未得到广泛应用.硫系红外玻璃镜头可大大降低热成像系统的红外光学镜头成本,由此近年来硫系玻璃材料引起了众多研究者关注[1-7].文献[1]研究了远红外Ge-Te-I 高卤硫系玻璃,发现该种玻璃红外透过波长可达1~25 μm.文献[2]研究了红外Ga2S3-Sb2S3 硫系玻璃的热稳定性及光学性能,发现这种玻璃在2~14 μm波段具有良好的红外透过率.文献[3]研究了Ge15Ga10Te75硫系玻璃薄膜的性能.文献[4]研究了Ge-Se系硫系玻璃的光学性能,发现其透过率在2~15 μm波段大于60%.文献[5]采用物理和化学除杂相结合的方法,制备出高纯Ge28Sb12Se60硫系红外玻璃.随着原材料的开发,硫系玻璃红外元件也逐步得到开发,在设计方面,由原来的普通照相功能镜头发展到连续变焦功能镜头[6].尽管关于硫系玻璃有较多报道,但是对硫系玻璃使用中的膨胀问题至今还很少受到关注,红外热成像系统在使用中常常处于恶略环境,环境的改变尤其是温度变化,将导致光学元件的性能的改变.玻璃经受剧烈的温度变化而性能不被破坏称为热稳定性.玻璃的热稳定性参数中影响最大的参数是热膨胀系数α.玻璃的热膨胀系数α越小,越有利于玻璃的热稳定性[7].此外,玻璃的热膨胀系数对玻璃的成形,退火,钢化,玻璃与玻璃,玻璃与金属,玻璃与陶瓷的封接以及玻璃的热稳定性等性质都有重要的意义.因此,本文根据Ge-Se-Sb三元相图,在玻璃易形成区选取了GexSe90-xSb10与GexSe80-xSb20系列硫系玻璃作为研究对象,研究硫系红外玻璃中Ge元素的改变对该材料的特征温度和膨胀系数的影响,进而讨论Ge对热稳定性的影响.本研究所用硫系红外玻璃采用传统的熔融-淬冷法制备.实验采用内径为∅12 mm 的高纯石英试管.先用氢氟酸和丙酮清洗试管,再用去离子水冲洗干净,然后放入真空烘箱中在150 ℃烘烤12 h,取出试管并装入Ge、Se和Sb原料,再从试管口抽真空,在真空度达到2.3×10-3 Pa时,用氢氧焰对试管封口.将封好的真空石英管装入自制摇摆炉中,逐步升温到1 000 ℃,并摇摆使原料充分混合,摇摆停止后保温1 h,缓慢降至800 ℃左右,迅速取出放入空气中自然冷却,室温后剥去石英管即可获得玻璃样品.采用X射线衍射仪(X Ray Diffractomer,XRD)对试样进行结构分析确定是否非晶.采用Mettler-Toledo公司的DSC 823e型差示扫描量热仪测试玻璃的升温曲线和特征温度.采用Mettler-Toledo公司的TMA/SDTA 840热机械分析仪测试玻璃的热膨胀系数.本实验中差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)与热机械分析(Thermomechanical Analysis,TMA)采用升温速率均为10 K·min-1.玻璃由液相向类固相转变的特征温度点称Tg,在该温度下玻璃粘度很大,Tg越大表示玻璃网络的聚合程度越大.图1(a)所示为GexSe90-xSb10系列硫系玻璃的DSC热分析曲线,从曲线上可测得各成分玻璃的玻璃转变温度Tg点,见表1.从表1可以看出,随着Ge含量的增加,Tg点升高,当Ge含量达到30%时,Tg开始下降.图1(b)为GexSe80-xSb20玻璃的DSC热分析曲线,类似的可以测得该系列玻璃的Tg点,见表1右边数据,随着Ge含量的增加,Tg点也在升高,进一步验证了Ge含量的增加会提高玻璃的Tg点.图2给出了这两种玻璃的Tg点变化趋势,并和文献[8]的测试结果进行对比.从图2可看出,文献[8]也发现,Ge原子数分数含量大于25%时,Tg点有下降的趋势,只是测定的值比目前实验值小一些,尤其在Ge原子数分数含量比较低的情况,这可能是由当时的差热分析法设备和当前的DSC设备的精度差异引起的.固体中各原子间的热振动相互牵连制约,随着温度的升高,各质点的热振动加剧,质点间的距离增大,在宏观上表现为晶体膨胀现象[9].根据国标(GB 4339-1999)有三种热膨胀系数[10].1) 线性热膨胀,也叫伸长率,与温度变化相应的试样单位长度的变化,以ΔL/L0表示,其中ΔL是长度变化,L0是基准温度T0 (常选20 ℃)下的试样长度.2) 平均线膨胀系数,是在温度T1和T2区间与温度变化1 ℃相应的试样长度变化的均值,平均线性膨胀系数用αΔT表示,表达式为3) 热膨胀率(微分热膨胀系数),在温度T下,变化1 ℃的线性膨胀值,用αT表示,表达式为本文研究的玻璃的热膨胀量随温度变化的典型曲线如图3所示.除了获得热膨胀系数外,还可获得玻璃的应变点(Tstrain),退火点(Tanneal),玻璃化转变点(Tg),屈服点(Tyield)和软化点(Tsoft)等特征量[11].应变点是玻璃退火的下限温度,在应变点以上,玻璃具有粘弹性,不能承受长时间各方向不平衡的力,在该温度以上退火,可使玻璃内应力得以消失.退火点是玻璃退火的上限温度,在此温度下退火,玻璃的内应力可在短时间内消除.屈服点是玻璃达到最大膨胀量的点,在此温度以上玻璃膨胀量开始减小直至收缩.软化点是玻璃在其重力影响下都可以变形且其行为接近液相的温度起始点[11].这些特征温度对玻璃成型加工都有着重要的意义.从图3可以看出,硫系玻璃的热膨胀量与温度密切相关.当温度低于应变点温度时,热膨胀量随温度线性变化,当温度高于应变点时,热膨胀量随温度非线性变化,而且从玻璃化转变点Tg到屈服点之间膨胀量迅速增加,在屈服点以后又迅速下降.和图3中的DSC曲线相比可以看出,热膨胀TMA曲线上的拐点低于DSC曲线上的拐点,两者差异说明变形行为在先,能量释放在后.图4为通过TMA分析测试得到的GexSe90-xSb10和GexSe80-xSb20系列硫系玻璃热膨胀量随温度变化曲线,即ΔL/L0.由图4可以看出,对于GexSe90-xSb10系列硫系玻璃(图4(a) ),在应变点以下低温区,试样的伸长率(ΔL/L0)随着温度的升高几乎成直线增加,而且直线的斜率随着Ge含量的增大而减小.当温度升到应变点以上(大于200 ℃),试样的伸长率有一个波动过程,这个过程是玻璃化转变过程.从图4(a)看出,随着Ge含量的增加,GexSe90-xSb10系列玻璃的屈服点(Tyield)和软化点(Tsoft)先增大后减小,见表1.对于GexSe80-xSb20系列玻璃,屈服点和软化点有类似的变化规律.但是和GexSe90-xSb10系列玻璃相比,GexSe80-xSb20系列玻璃的软化点(图4(b))要低很多,这说明Sb元素含量越大,软化点越低.通常研究者把玻璃模压变形工艺温度选在玻璃化转变温度以上30 ℃[12],从热膨胀曲线测试结果看,玻璃软化点温度比Tg(DSC测得)高20~30 ℃,因此,这是选择工艺参数的重要根据之一.图5是根据式(1)计算得到的平均线膨胀系数α20随温度的变化,下标表示被平均的温度间隔为20 ℃.对于GexSe90-xSb10玻璃α20 在1.5×10-5~2.3×10-5K-1之间变化,随着Ge含量的增加,膨胀系数逐渐减小.GexSe80-xSb20玻璃α20在1.6×10-5~2.1×10-5 K-1之间变化,同样符合此规律,这说明Ge的加入会降低膨胀系数.其原因可能是Ge含量增加,Ge原子半径较大,使得玻璃本身无序混合状态增加,玻璃形成能力增强,所以玻璃对温度变化敏感性减低,即热膨胀系数减小.对于纯Ge元素本身,属于半导体元素,随着温度升高,膨胀系数减小,甚至会发生收缩[13].由文献[14]可知,在100 ℃左右,Ge、Se和Sb三种单质的热膨胀系数分别为5.75×10-5 K-1、37.0×10-5 K-1和11.0×10-5 K-1,其中Ge元素的热膨胀系数最小,这说明Ge元素的热稳定性较其它两种元素的热稳定性好,所以随着热稳定性好的元素的含量的增加,膨胀系数减小,玻璃整体的热稳定性得到提升.另一方面,在Ge-Sb-Se玻璃中,各原子之间主要通过共价键的形式结合,所以各个共价键的类型及键能也对热膨胀系数有所影响.在Ge-Sb-Se硫系玻璃中主要存在Ge-Se,Sb-Se,Se-Se,Ge-Ge及Sb-Sb等化学键,其键能分别为56,51,49,45和126 kJ·mol-1[8],其中Ge-Se键的键能最高,于是随着Ge含量的增大,玻璃中Ge-Se键的浓度增大,平均键能得到提高,抵抗热振动能力也就增大,宏观表现为热稳定性增加,热膨胀系数减小.从热膨胀曲线波动区可以标定Tg点和屈服点Tyield:通过热膨胀系数曲线求Tg是通过TMA曲线斜率转折点前后线性很好的曲线部分做延长线,确定交点温度;屈服点即为热膨胀量峰值温度.本实验测得两个系列玻璃的Tg点和Tyield点见表1.从表1可以看出,通过热膨胀曲线获得的Tg点比从DSC曲线测得的低10 ℃甚至更多,如图3所示.但是基本变化趋势都一致,在Ge原子数分数含量小于25%时,随Ge含量增加Tg点增加.同时可以发现屈服点和软化点也随Ge含量的增加而增加,其原因可能与Ge的熔点远高于其他两种元素有关.TMA热膨胀分析是测试材料的物理变形过程,通过玻璃软化变形判断Tg点;而DSC量热分析法是测定样品与参比物之间的温度差或热效应差,通过DSC曲线上峰的形状来判断Tg点.因为玻璃变形在先,能量释放在后,因此TMA测定的Tg点略低于DSC曲线的结果.但是DSC测试对材料内部结构变化放热更加敏感,其结果用于研究材料内部结构变化时较为精确,但对设计玻璃成型加工工艺时,TMA测试结果则更具参考价值.1) 对GexSe90-xSb10和GexSe80-xSb20系列硫系玻璃而言,在Ge原子数分数含量小于25%时,Ge含量增加会引起Tg点和屈服点的升高,而热膨胀系数减小.GexSe90-xSb10玻璃热膨胀系数在1.5×10-5~2.3×10-5K-1之间变化,GexSe80-xSb20玻璃热膨胀系数在1.6×10-5~2.1×10-5K-1之间变化.膨胀系数测试结果有利于人们对零件热稳定性的评估.2) 采用DSC分析法测得的Tg点略高于TMA测试结果约10 ℃.在玻璃变形加工工艺设计中,TMA测试结果比DSC测试结果更有参考价值.CHENG Ci,WANG Xunsi,XU Tiefeng,et al.Research on Prepration and Optical Properties of Far Infrared Ge-Te-I Chalcogenide Glass with High Halogen[J].Acta Photonica Sinica,2015,44(2):0216002.(in Chinese)LI Ge,XU Tiefeng,DAI Shixun,et al.Optical Properties and Thermal Stability of Infrared Chalcogenide Glass Ga2S3-Sb2S3 [J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2016,44(6):832.(in Chinese).QI Lei,WANG Guoxiang,LI Shuang,et al.The Controllable Performance of Ge15Ga10Te75 Thin Films Deposited by Magnetron Sputtering [J].Journal of Functional Materials,2016,47(4):04017.(in Chinese)JIAN Zengyun,JIA Tingting,XU Junfeng,et al.Study on the Preparation Technology and Properties of Ge-Se Chalcogenide Glass[J].Journal of Xi’an Technological University,2016,36(2):149.(in Chinese)XU Yantao,GUO Haitao,LU Min,et al.Prepration and Properties of Low-loss Core-cladding Structural Ge-Sb-Se Chalcogenide Glass Fibers [J].Infrared and Laser Enigneering,2015,44(1):182.(in Chinese)BAI Yu,XING Tingwen,LI Hua,et al.Advance in Foreign MWIR Lens with High Ratio [J].Infrared and Laser Enigneering,2015,44(3):795.(in Chinese)Shaanxi University of Science and Technology.Glass Technology [M].Beijing:China Light Industry Press,1982.(in Chinese)SCHOLZE H.Glas Natur,Struktur and Eigenschaften[M].HUANG Zhaobai,Transl.Beijing: China Architecture and Building Press,1984.(in Chinese)MIAO Enming.Applicability Analysis and Extension Choice of Using Thermal Expansion Character Parameter [J].Tool Engineering,2005,39(5):26.(in Chinese)LU Dong,WANG Limin.Temperature Dependence of the Linear Thermal Expansion Coefficient and the Band Gap in Germanium and Gallium Arsenide [J].Journal of Infrared and Millimeter Waves,1994,13(3):173.(in Chinese)【相关参考文献链接】。
硫系玻璃透射曲线
硫系玻璃的光学性能主要表现在透射曲线上。
透射曲线是指物质对不同波长光的透过
率与波长之间的关系曲线。
硫系玻璃的透射曲线与常规玻璃的透射曲线有很大的区别。
下
面我们将详细介绍硫系玻璃的透射曲线特点及其应用。
硫系玻璃的透射曲线主要表现在可见光谱和红外光谱范围内。
在可见光谱范围内,硫
系玻璃的透过率较低,大约在400-600nm波长范围内达到最低点(透过率仅为10%左右),因此硫系玻璃的颜色呈现灰色或棕色。
而在红外光谱范围内,硫系玻璃的透过率非常高,
可以达到90%以上,且波长越长,透过率越高。
因此,硫系玻璃是一种特殊的红外透明材料。
硫系玻璃的透射曲线特点还包括:波数范围窄,且在红外光谱范围内具有一定的选择
性透过率。
硫系玻璃的红外光透射谱可以分为若干个区域,每个区域具有不同的透射特性。
其中,窗口区域是硫系玻璃最重要的透射区域之一。
窗口区域的波数范围在550-3800cm-1之间,是红外光谱分析中最常用的一个区域。
此外,硫系玻璃还具有一定的选择性透射率,可以针对不同的红外光谱分析需要进行调节。
硫系玻璃的透射曲线特点决定了它在光学领域中的广泛应用。
硫系玻璃主要用于红外
光学、光纤通信、激光技术等领域。
其中,硫系玻璃在红外光学领域中的应用最为广泛。
硫系玻璃的高透过率和窄波数范围使它成为制造红外光学器件的理想材料。
硫系玻璃可以
制备成各种光学元件,如红外光学窗口、棱镜、滤波器、反射镜等。
此外,硫系玻璃还可
以制备成各种形状的光纤,如单模光纤、多模光纤、非线性光纤等,被广泛应用于光纤通信、激光技术、化学传感器等领域。
总之,硫系玻璃的透射曲线是其光学性能的重要体现,也是其应用的基础。
硫系玻璃
不仅具有较好的透过率和选择性透射率,而且具有高熔点和热稳定性等优点,使其成为制
造光学器件和光纤的理想材料,被广泛应用于光学、通信、化学等领域。