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sro-tio2-sio2玻璃析晶及二阶非线性研究

SrO-TiO2-SiO2玻璃析晶及二阶非线性研究

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作者：胡婷武汉理工大学

学位级别：硕士

非线性光学材料是迈向光子信息时代的关键材料,有广泛的应用前景。玻璃由于具备许多优良的光学特性,而激发了众多学者对其非线性的研究热情。尤其是极性微晶玻璃,可通过定向晶化工艺,使极性晶体沿着同一方向取向生长,在宏观上表现出极性... 详细信息

非线性光学材料是迈向光子信息时代的关键材料,有广泛的应用前景。玻璃由于具备许多优良的光学特性,而激发了众多学者对其非线性的研究热情。尤其是极性微晶玻璃,可通过定向晶化工艺,使极性晶体沿着同一方向取向生长,在宏观上表现出极性,产生压电、热释电和非线性光学等特性而受到研究者的青睐。本文采用高温熔融法制备出sro-tio2-sio2体系基础玻璃。通过恒温场析晶工艺,制备出具有表面晶粒定向生长的sro-tio2-sio2玻璃。采用恒温热诱导和电热极化,研究sro-tio2-sio2析晶玻璃二阶非线性性能。着重研究恒温场下Sr2TiSi2O8玻璃定向析晶机理及其对玻璃非线性光学性能的影响。根据sro-tio2-sio2玻璃成玻能力,优化基础玻璃组成,当sio2:tio2:sro的化学计量比为2.9：1：2时,成玻性能较好。2.0sro-1.0tio2-2.9sio2基础玻璃在850℃保温2h后,在表面析出了Sr2TiSi208晶体。颗粒大小200-500nm,析晶层大概在15μm左右,晶体沿（002）方向择优生长。探讨了恒温热处理下,sro-tio2-sio2体系玻璃表面定向析晶的机理。随着热处理温度的升高或保温时间的延长,sro-tio2-sio2体系玻璃的透过率下降,紫外截止边在350nm附近。当热处理温度高于850℃,保温2小时,样品开始呈现明显的二阶非线性。随着保温时间的延长,二阶非线性得到提高。样品的非线性强度约为α-石英单晶的2.5倍。随着热处理温度或保温时间的进一步升高或延长,玻璃逐渐由表面析晶趋向于体析晶。二阶非线性的强度没有明显变化,但峰形由M型变为山包型。在温度场/电场的作用下,析晶量增多,透过率降低。在850℃保温3小时,同时加上3kv的电压时,二阶非线性强度比不加电场时的强度提高了约25%,并且峰形发生了明显的变化,呈现一个对称性非常好的山包型,表明非线性析晶层明显增厚,典型的体析晶特征。

关键词： sro2-tio2-sio2 玻璃析晶二阶非线性

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