在一个环保的Ge-Sn-Se-S四元素化玻璃系统中,声光性能和激光损伤抵抗力之间的非等效交换

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光电学是指光电子产品.
• 声学光学学是指声学光学学.

背景情况:

• 高性能声光材料对于光通信和激光雷达至关重要.
• 像As2S3这样的现有商业素化玻璃 (ChGs) 存在一些局限性,包括低激光诱导损伤值 (LIDT),机械强度差,以及有毒的副产品.
• 这些局限性阻碍了声光调制技术的大规模应用.

研究的目的:

• 设计和开发一种新的,环保的四分制Ge-Sn-Se-S (GSSS) 石灰化玻璃系统.
• 为了克服先进的声光应用的传统ChG的局限性.
• 为了提高激光诱导损伤值 (LIDT) 和减少声衰减.

主要方法:

• 基于强大的Ge和Sn四面体网络的GSSS ChG系统的开发.
• 实施一个分级的S/Se交换策略,以形成刚性[GeSnSe4-n]和[SnSnSe4-n]四面体.
• 声光学性质的表征,包括LIDT,声衰减系数 (α) 和声光学功效数字 (M2).

主要成果:

• 实现了显著提升的LIDT13.89 J/cm2,大约是As2S3.3的8.7倍.
• 在10MHz时,声衰减系数 (α) 大幅降低至1.21dB/cm,与As2S3.3相比下降了84.2%.
• 在1.55μm时,最小的声光学功效 (M2) 为211.8 × 10−18s3/g,仍然超过As2S3的16%.

结论:

• 开发的GSSS ChG具有特殊的声光特性,包括高LIDT和低声衰减.
• 这些材料提供了一个有希望的环保替代品,以传统的基CHG.
• 在苛刻的应用中,GSSS ChG显示出高性能,环保的声光设备的巨大潜力.