TiO2掺杂Ge-Sn-Se微晶玻璃的结构与光学特性研究

无机材料学报, 2015, 30(11): 1189-1194. doi: 10.15541/jim20150191

TiO2掺杂Ge-Sn-Se微晶玻璃的结构与光学特性研究

乔北京 ^1, , 陈飞飞 ^2, , 聂秋华 ^3, , 戴世勋 ^4, , 黄益聪 ^5,

1.宁波大学高等技术研究院,红外材料与器件实验室,宁波315211

2.宁波大学高等技术研究院,红外材料与器件实验室,宁波315211

3.宁波大学高等技术研究院,红外材料与器件实验室,宁波315211

4.宁波大学高等技术研究院,红外材料与器件实验室,宁波315211

5.宁波大学高等技术研究院,红外材料与器件实验室,宁波315211

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划项目子课题,2012CB722703) 国家自然科学基金(61435009,61308094) K.C.Wong Magna Fund in Ningbo University 宁波大学王宽诚幸福基金 National Program on Key Basic Research Project (973 Program)(2012CB722703) National Natural Science Foundation of China (61435009,61308094)

关键词：玻璃陶瓷 , 非线性光学 , 硫系玻璃 , 红外和拉曼光谱

Structure and Third-order Optical Nonlinearity Performance of Ge-Sn-Se Doped TiO2 Glass-ceramics at 1550 nm

Keywords： glass-ceramic , nonlinear optics , chalcogenide glass , infrared and Raman spectra

通过热熔融法将作为成核剂的TiO2引入Ge-Sn-Se三元体系的硫系玻璃中,并对玻璃样品进行不同时间的热处理.实验结果表明,热处理能够使TiO2掺杂Ge-Sn-Se玻璃析出SnSe2六方晶体与GeSe2单斜晶体,并且随着热处理时间的延长,透明样品的短波吸收边发生了红移,光学带隙减小,Urbach能量增加,说明玻璃中缺陷组织的数量在增加.通过Z扫描方法获得了各个样品在通信波长1550 nm下的三阶非线性参数,研究了热处理时间对TiO2掺杂Ge-Sn-Se玻璃光学非线性性能的影响.结果表明:玻璃内部在热处理后析出的纳米级晶体具有很强的局域场效应,能够极大地增加玻璃的三阶非线性,样品的非线性折射率n2最高达到5.75×10-16 m2/W,热处理3h的样品同时具有较高非线性折射率和较高品质因子,是一种性能优良的非线性光学材料.

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