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Ge20Sb10Se65Te5硫系玻璃制备及Ti丝除杂机理研究

2021-10-19张宝东许军锋常芳娥

硅酸盐通报 2021年9期

张宝东,许军锋,常芳娥

(西安工业大学材料与化工学院,西安 710021)

0 引 言

硫系玻璃具有较低的声子能量、较宽的红外透过范围、极快的非线性光学响应时间、较高的线性和非线性折射率等一系列优异的光学性能[1-4]。硫系玻璃可以通过精密模压成型加工[5],其制备和加工成本比单晶锗低,且尺寸不受限制,因此可以解决传统红外系统透镜制备工艺复杂、加工周期长以及合格率较低等一系列问题,被视为新一代温度自适应红外光学系统的核心材料[6]。

在硫系玻璃中,与S基和Se基玻璃相比,Te基玻璃拥有更宽的红外透过范围(红外截止波长大于25 μm)[7],能更好地满足远红外应用。由于Te基硫系玻璃具有很强的金属性,所以玻璃的形成能力较弱且结构缺陷较多,热稳定性也较差[8]。Ge-Sb-Se硫系玻璃具有在2~15 μm透过率高、制备中污染小等优点,作为红外光学镜头材料已逐步取代毒性高的Ge-As-Se玻璃[9]。如果在Ge-Sb-Se玻璃中加入适量的Te,可使玻璃的红外透光性能在2~15 μm和2~25 μm区间调整。

硫系玻璃制备中,碳、氢、氧等杂质的存在会使样品产生杂质吸收,影响透过性能。目前制备硫系玻璃常用的除杂方法为掺杂除氧法[10-11]和蒸馏法[12-13]。这两种方法虽然可以有效去除玻璃中的氧杂质,但是都存在不足之处:掺杂除氧法中除氧剂很难准确控制添加量,添加量太少无法有效去除氧杂质,添加量太多则会降低透过率,并且除氧剂杂质还会引起玻璃结晶;蒸馏法过程比较复杂,周期长,成本高,很难用于实际生产。……

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