Ga2S3-Sb2S3-Ag2S硫系玻璃和光纤的制备及性能研究

本工作确定了一种新型的Ga2S3-Sb2S3-Ag2S硫系玻璃体系的玻璃形成区,研究了玻璃的热稳定性和光学性能、稀土离子掺杂玻璃的中红外发光特性以及玻璃的成纤性能,评估了该玻璃在中红外波段的应用潜力.实验结果表明,Ga2S3-Sb2S3-Ag2S体系的玻璃形成区为～10％-30％Ga2S3,～60％-80％Sb2S3和～0-15％Ag2S(均为摩尔分数);该玻璃具有较宽的红外透过范围(～0.8-13.5 μm)、较高的线性折射率(～2.564-2.713@10 μm)和较大的三阶非线性折射率(～9.7×10-14-15.7×10-14 cm2/W@1.55 μm);使用1.32 μm激光抽运,稀土离子Dy3+在该玻璃中表现出较强的2.91 μm和4.41 μm中红外发射,发射量子效率分别达76.6％和 70.8％;拉制的 20Ga2S3-75Sb2S3-5Ag2S:Dy3+(质量分数为 0.05％)/20Ga2S3-70Sb2S3-10Ag2S(纤芯/包层)光纤在2-8 μm具有良好的传输性能,最低损耗为～3.5 dB/m(@5.7 μm).这些优异的性能使得该玻璃或光纤有望应用于红外热成像、非线性光学、中红外光纤激光器等领域.