玻璃SiO₂的热光系数的温度依赖性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光学是什么?光学是什么?光学是什么?
• 固态物理 固态物理

背景情况:

• 热光系数 (dn/dT) 对光学材料的性能至关重要,特别是在温度敏感的应用中.
• 了解其在纯玻璃中的温度依赖对于设计可靠的光学系统至关重要.
• 以前的模型对dN/dT在中的低温行为提供了有限的洞察力.

研究的目的:

• 为了全面分析热光系数 (dn/dT) 的温度依赖,对四个不同的批量化纯玻璃样本进行了综合分析.
• 将 dn/dT 值推算到绝对零 (0K).
• 研究热膨胀和物质分散对中的热光学效应的贡献.

主要方法:

• 将温度依赖的塞尔迈尔方程与莱维顿等人的实验数据相匹配.
• 将热光系数数据推算到0K.
• 使用Ghosh和Wemple模型进行分析,包括材料分散.

主要成果:

• 获得的dn/dT值在293K和1.55μm的四个样中从8.16 × 10−6到8.53 × 10−6不等.
• 康宁7980 SiO2 玻璃从可见到第三个电信窗口显示了一个单调下降的 dn/dT.
• 热膨胀仅占中的热光系数的2%左右.

结论:

• 纯玻璃的热光系数表现出可预测的行为到0K.
• 戈什的模型表明,热膨胀的贡献很小,这表明其他机制主导了热光学效应.
• 在考虑材料分散时,Wemple的模型为理解温度依赖提供了一个框架,尽管存在局限性.