Оптическое материаловедение
..pdfа – As–Se, b – Ge–Se, c – As–Ge–Se
На фундаментальное поглощение накладывается поглощение, связанное с присутствием примесей.
Собственное поглощение |
Примесное поглощение |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Положе- |
Объект |
Интенсив- |
Положе- |
Объект по- |
Интенсив- |
|
ние, мкм |
поглощения |
ность |
ние, мкм |
глощения |
ность |
|
|
|
|
|
|
|
|
13,5–13,6 |
Se–Se |
Слабая |
2,9 |
ОН– |
Слабая |
|
|
|
|
||||
(в цепочках) |
4,5–4,9 |
H–Se |
Слабая |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
14,2–14,5 |
As–Se |
Слабая |
6,3 |
ОН– |
Слабая |
|
|
|
|
|
|
|
|
17,8–18,0 |
Ge–Se |
Сильная |
7,9–8,0 |
Ge–O |
Слабая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9,5–9,6 |
As–O |
Слабая |
|
|
Se–Se |
|
|
|
|
|
|
|
12,5–13,0 |
Ge–O, As–O |
Сильная |
||
20,0–21,0 |
(в цепочках), |
Сильная |
|
|
|
|
14,8–15,0 |
Sn–O |
Сильная |
||||
|
As–Se |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20,0–21,0 |
As–O |
Сильная |
|
|
|
|
|
|
|
163
Свойства некоторых халькогенидных стекол
|
№ |
|
|
|
|
|
|
|
Область |
|
Показатель |
|
Температура |
|
|
Термический |
|||||||||
|
Состав стекла |
|
|
|
|
|
|
коэффициент |
|||||||||||||||||
|
|
пропуска- |
преломления |
размягчения, |
|
|
|||||||||||||||||||
|
п/п |
|
|
|
расширения, |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния, мкм |
(при λ = 5 мкм) |
|
|
°С |
|
|
|
10–7 °С –1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
As40S60 |
|
|
1,0–11,0 |
|
|
2,41 |
|
|
|
210 |
|
|
|
250 |
|
||||||
|
2 |
|
|
Ge40S60 |
|
|
0,9–12,0 |
|
|
2,30 |
|
|
|
420 |
|
|
|
140 |
|
||||||
|
3 |
|
Ge30P10S60 |
|
|
2,0–8,0 |
|
|
2,15 |
|
|
|
520 |
|
|
|
150 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
As8Se92 |
|
|
1,0–19,0 |
|
|
2,48 |
|
|
|
70 |
|
|
|
|
340 |
|
|||||
|
5 |
|
As50S20Se30 |
|
|
1,0–13,0 |
|
|
2,53 |
|
|
|
218 |
|
|
|
200 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Ge28Sb12Se60 |
|
|
1,0–15,0 |
|
|
2,62 |
|
|
|
326 |
|
|
|
150 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Ge10As20Te70 |
|
|
2,0–20,0 |
|
|
3,55 |
|
|
|
178 |
|
|
|
180 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Si15Ge10As25Te50 |
|
|
2,0–12,5 |
|
|
3,06 |
|
|
|
320 |
|
|
|
100 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
As35S10Se35Te20 |
|
|
1,0–12,0 |
|
|
2,70 |
|
|
|
176 |
|
|
|
250 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Оптические постоянные промышленных стекол |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатель преломления n(λ) |
|
|
|
|
|
Коэффициент дисперсии |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1,8 |
|
2,0 |
2,2 |
|
|
3,0 |
|
4,0 |
5,0 |
|
8,0 |
|
|
10,0 |
|
ν2 |
|
ν4 |
|
ν10 |
||||
|
ИКС 23 (крон), область применения до 9 мкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
2,430 |
2,428 |
2,423 |
2,416 |
2,412 |
2,408 |
2,396 |
|
– |
|
201 |
|
183 |
|
– |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
ИКС 32 (флинт), область применения до 15 мкм |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
3,047 |
|
3,035 |
3,025 |
|
3,007 |
2,999 |
2,992 |
|
2,981 |
|
2,973 |
|
107 |
|
137 |
|
113 |
166
В системе Na2O–GeO2 образуются соединения 2Na2O·9GeO2 и Na2O·GeO2, в системе с K2O образуются K2O·4GeO2 и метагерманат
K2O·GeO2.
Зависимость плотности и показателя преломления от содержания щелочного окисла имеет максимум, находящийся в интервале концентраций 10–20 мол. % R2O и обусловленнный уплотнением структуры.
В структуре бинарных соединений, содержащих ~20 мол. % R2O, часть атомов германия находится в шестикоординированном состоянии по схеме
GeO4/2 + R2O →[GeO6/2 ]−2 2R+1.
Изокомы для щелочно-германатных систем похожи на изокомы в щелоч- но-боратных системах.
Минимум на изокомах в области ~1–3 мол. % R2O объясняется тем, что часть введенного R2O расходуется на разрушение каркаса (образуются немостиковые атомы кислорода).
Щелочно-германатные стекла характеризуются низкой химической устойчивостью.
I – Na2O–GeO2; II – K2O–GeO2
169
Оксид германия может вводиться как компонент в небольших количествах в состав силикатных, боратных, фосфатных и других стекол, поскольку он увеличивает показатель преломления и не вызывает повышения кристаллизационной способности.
Высокая стоимость и низкая химическая стойкость германатных стекол сильно ограничивают их применение в технике.
20.2. Германатные волоконные световоды
Сердцевина германатных волоконных световодов преимущественно состоит из германатного стекла (более 50 мол. % GeO2), а оболочка – из кварцевого стекла
(SiO2).
По сравнению с кварцевым стеклом спектральная область максимальной прозрачности GeO2 сдвинута в сторону больших длин волн, а коэффициент вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) света в 9 раз больше, чем в SiO2.
Большая разность показателей преломления между сердцевиной и оболочкой обеспечивает высокую интенсивность излучения в сердцевине.
Кварцевая оболочка обеспечивает высокую механическую прочность световодов, хорошую защищенность сердцевины от воздействия окружающей среды и полную совместимость со световодами на основе кварцевого стекла.
170