ges基硫卤玻璃红外光纤材料的组成、结构与性能研究

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1、捅费优异的透红外性能使得红外光纤材料在传感器、功率传输和长距离通信等领域中具有重大意义。而硫卤玻璃由于各向同性和结构均匀且在可见光和红外波长区域具有高透光性等优点而成为一种理想的红外光纤材料。本文研究了GeS2．Ga2S3一KCI和GeS2一In2S3一KCI两种新型硫卤玻璃红外光纤基体材料的制备工艺、成玻性能、热性能、光学性质和化学键特性。分析了玻璃各项性能随组成的变化关系。围绕组成一结构．性能这一主线，分析了KCI对于玻璃各种性质的影响。在GeS2一Ga2S3一KCI系统中，KCI的最大掺入量为0．6

2、摩尔分数。浚三元系统的玻璃形成区是出GeS2一Ga2S3这个准二元系统逐渐向KGaS3／2CI复杂化合物延仲，在E线的两侧扩展成为一个狭长的区域。xGeS2一(1一x)ln2S3二元系统不成玻，但掺入KCI后就可以得到透明的玻璃，B线：O．7GeS2．xln2S3(1．x)KCI上KCl的最小含量达到O．015。而且玻璃的颜色与玻璃组分的关系很明显。GeS2一In2S3．KCI系统玻璃的形成区是在In2S3／KCI=I／I(组分)的两侧扩展成的一个狭长区域，其中KCI的最高含量可达到O．45摩尔分数以上。

3、GeS2一Ga2s3一KCI和GeS2一In2S3一KCI两个体系的Tg较高，在300～400℃之问：玻璃形成能力很好，q值在o．25～O．3之间。cI一对玻璃的网络起到终止作用，因此KCI使玻璃转变温度降低。而KCI的含量与玻璃形成能力呈现非线性关系：随着KCI的引入，q值先增大后减小。两个系统玻璃的透过波艮范围约为0．45～l1．5pm。随着KCI的加入，玻璃的透红外截止波长没有变化，短波吸收限向短波移动。拉曼光谱表明：KCI与GeS2不发生相互作用。所研究体系玻璃的结构：共用Ga(In)原子的Ga(

4、In)一S键和Ga(In)．CI键形成的【GaS3CI]一或【InS3CI]‘混合阴离子团均匀地弥散于由桥硫连接的【GeS4】和【GaS4】四面体构成的玻璃网络中。关键词：硫卤玻璃，红外光纤材料，性能，结构AbstractDuetoexcellentinfraredtransmission，infraredopticalfibermaterialsarebecomingmoreandmoresignificantinthefieldofsensor，powertransmissionandtelecomm

5、unication．Owingtoisotropy，homogeneityandhighertransmissioninvisibleandinfraredregion，chalcohalideglassesbecomeidealinfraredopticalfibermaterials．Thisthesisstudiedthemicrostructuresandsomepropertiessuchaspreparationtechniques，glass—formingregions，thermalpr

6、operties，opticalpropertiesandchemicalbondsoftwotypesofchalcohalideglasses(GeS2一Ga2S3-KClandGeS2一In2S3一KCl)．Therelationshipbetweenpropertiesandcompositionswasstudied．FurthermoreweanalyzedtheeffectofKCIonthepropertiesofglassesintermsofcomposition—structure—

7、property．IntheGeS2·Ga2S3·KClglasses，thecontentofKCIcanreach60t001％．TheglassformingregionofGeS2一Ga2S3一KClsystemwastheboundaryextendingfromtheglass—formingregionofthequasi—binaryGeS2-Ga2S3systemtowardthecomplexstructuralunits。MGaS3／2C1，whichshapedalongandna

8、rrowregionencirclingcompositionE．AlthoughxGeS2-rl·x)In2S3binarysystemdidn’tformvitreousstate，wecanobtaintransparentglasseswiththeadditionofKCI．EvenlnthecompositionB：0．70eS2一xln2S3(1-x)KCI．theminimalmolcontentwasO．01