Ge-Ga-S-CsCl 硫卤玻璃的光学带隙研究 - 光子学报.PDF

第37 卷 增刊 光 子 学 报 Vol.37 Sup.1 2008年11月 ACTA PHOTONICA SINICA November 2008 Ge-Ga-S-CsCl 硫卤玻璃的光学带隙研究* + 朱明星，聂秋华 ，王训四，徐铁峰，戴世勋，沈祥，洪俊 （宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 ） 摘 要：采用熔融急冷法制备了系列Ge-Ga-S-CsCl玻璃，测试了样品的密度，吸收光谱和透过光谱， 结果显示该系统玻璃具有较宽光谱,从可见到中远红外透过区域(0.4-11.6μm) ，具有潜在的多光谱成 像特征. 利用离子活化能和平均配位数的相关理论，讨论了玻璃光学带隙与CsCl含量的变化关系. 关键词：硫卤玻璃；光学带隙；红外光谱 中图分类号: TQ171.73+4 文献标识码：A 0 引言 制实验采用5N的Ge、Ga、S元素和分析纯的CsCl ，按 比例混合后装入石英玻璃安瓿中，确称量总重为20 g 随着人类活动范围的扩大和科学技术水平的提 的原料，装入事先清洗干净的内径为8 mm的石英玻 高，对多光谱（即可见- 中红外透过性）窗口成像和 璃管中. 装入原料的石英玻璃管抽真空后熔封，置于 相关视觉技术等领域越来越重视. 尤其是那种需要 摇摆炉中加热，在1 000°C下熔制12 h后取出样品，迅 全天候成像或监控的系统，在目前可见-红外独立成 速放入冷水中淬冷，即用熔融-急冷的方法制得玻璃. 像的两套系统来说，急需开发更需要一种能在可见- 中红外成像的光学元件和敏感CCD 器件. 另一方面， 表 1 Ge-Ga-S-CsCl 系统玻璃的直接和间接带隙以及密度 CsCl 直接允 间接允 多光谱材料在军事上也有相当的需求，典型的有红外 样品编号 x 含量/ 许带隙 许带隙 密度 整流罩、机载红外吊仓侦察窗口、及激光武器窗口三 mol% E /eV E /eV g/cm3 opt opt 个方面[1]. G1 0.2 53 3.006 2.6254 3.134 G2 0.5 33.3 2.933 2.5078 3.101 硫系玻璃材料作为多光谱窗口中最理想的材料 G3 0.7 20 2.666 2.2498 2.998 之一，拥有与可见透过率高的卤化物玻璃有良好的互 G4