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硅酸鉛玻璃光敏性及其機理的探究方法

信息來源：本站 | 發(fā)布日期： 2021-01-04 | 瀏覽量：

關(guān)鍵詞：硅酸鉛玻璃光敏性及其機理的探究方法

玻璃材料的光敏性是指某些玻璃材料受紫外光照射后其折射率會發(fā)生根本性改變.利用玻璃材料的光敏性可以方便地制作光纖光柵及平面波導(dǎo)光柵等元器件，在光通訊及光傳感等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。硅酸鉛玻璃具有很強的光敏性，但對其產(chǎn)生光敏性的機理人們卻知之甚少。深入了解硅酸鉛玻璃強光敏性的機理對其應(yīng)用有若十分重要的意義。本文對硅酸鉛玻璃的光敏性及其機理進行了深入研究。

采用布儒斯特角法對不同組分的硅酸鉛玻璃材料受266nm激光照射后的折射率變化進行了測量。首次發(fā)現(xiàn)硅酸鉛玻璃受低功率密度(50mJ/cm2)的266nm激光照射后其折射率變化為負，在含50mol%氧化鉛的硅酸鉛玻璃中得到的較大折射率變化Δn= 0.2510.04.

用紫外一可見吸收光譜、電子自旋共振譜(ESR)、拉曼光譜以及X射線光電子譜(XPS)等手段對硅酸鉛玻璃體材料光敏性的產(chǎn)生機理進行了深入研究.(1)電子自旋共振譜研究表明.266nm激光照射不會在硅酸鉛玻璃中產(chǎn)生順磁缺陷中心，這一點與摻二氧化鍺或二氧化錫的二氧化硅玻璃不同:(2)266nm激光照射的能量密度不同，硅酸鉛玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化也是不一樣的.當激光能量密度大于某一閑值時，硅酸鉛玻璃在可見光區(qū)域的吸收系數(shù)突然增加，這一變化可能是由于硅酸鉛玻璃局部溫度升高而引起的:(3)高能量密度的266nm激光照射時，硅酸鉛玻璃表面出現(xiàn)褐色斑點，在可見光區(qū)琴的吸收系數(shù)顯著增大，XPS實驗表明吐酸鉛玻璃表面氧化鉛含量增大，說明褐色斑點是由于部分氧化鉛析出引起的;(4)低能量密度的266nm激光照射時，硅酸鉛玻璃表面無褐色斑點產(chǎn)生，在可見光區(qū)域的吸收系數(shù)稍有增加，吸收邊變平坦，Urbach能量增大.說明玻璃結(jié)構(gòu)的無序性增大。拉曼光譜實驗表明Pb-O鍵振動峰下降，說明由于266nm激光照射使硅酸鉛玻璃中部分Pb-O鍵被破壞.

采用溶膠-凝膠法在石英玻璃基底上制作了硅酸鉛玻璃薄膜.并對紫外激光照射前后硅酸鉛玻璃薄膜的吸收光譜進行了測量，發(fā)現(xiàn)266nm紫外光照射對硅酸鉛玻璃在235nm的吸收峰無影響.這與電子自旋共振譜的實驗結(jié)果一致.但248nm的準分子激光照射則會使硅酸鉛玻璃在235nm的吸收峰發(fā)生光漂白。

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