工艺玻璃加工了解玻璃的材质性能

工艺玻璃加工玻璃必须有各种适串的光谱性质。其中包括吸收光谱性质,要求在激发光源的辐射光渐内有宽而多的吸收带,高的吸收系数,吸收光谱带与光源的辐射带的峰值尽可能重迭,这样有利于充分利用激发光源的能量;荧光光谱性质,一般要求它的荧光谱带少而窄,这样输出能量不致分散; 同时为使吸收的激发光能量尽可能多地转化为能量,还要求荧光的量子效率尽可能高,内部的能量损耗尽可能小。
基质玻璃必须有良好的透明度,尤其是对波长的吸收应尽可能低。基质玻璃的透明度高,就能使光泵的能量充分地被激活离子所吸收,转化为。透明度降低 就增加了基质对光泵能量的吸收,而使玻璃温度升高,这会带来一系列缺点。目前光泵的辐射谱带大部分位于可见光及近紫外和红外区域,所以必须选择在该区域透明的材料。在无机玻璃中以氧化物和氟化物玻璃较为适宜。
基质玻璃中若含有铁、铜、铅、锰、钻、镍等过渡金属元素的化合物.在近紫外到红外都有强的吸收,会使基质玻璃的透明度下降。在玻璃中引起波长吸收的主要来源是杂质。 玻璃由基质玻璃和激活离子两部分组成。玻璃各种物理化学性质主要由基质玻璃决定,而它的光谱性质则主要由激活离子决定。但是基质玻璃与激活离子彼此间互相作用,所以激活离子对玻璃的物理化学性质有一定的影响,而基质玻璃对它的光谱性质的影响有时还是相当重要的。作为玻璃的基质玻璃,目前大多采用光学玻璃,然而并不是任何一种光学玻璃接进任何一种激活离子都适合作玻璃,玻璃必须满足那些基本要求呢?概括起来有以下几点:
工艺玻璃加工激活离子的发光机构中必须有亚稳态,形成三能级或四能纵机构;并要求亚稳态有较长寿命,使粒子数易于积累达到反转。为使玻璃有较高的效率和低的振荡值,从能级机构来讲,四能级优于三能级。而当终态能级与基态 能级之间能量间隔大于1000厘米-1时,在室温下终态能级几乎是空因此,在室温下泵浦也易于产生粒子数反转。目前已在玻璃中产生的各种激活离子,以Nd3+离子最佳,其为四能级机构,跃迁的终态与基态能级的间距约为1950厘米。
工艺玻璃加工玻璃必须有良好的光学均匀性。玻璃的光学不均匀性使光线通过玻璃后波面变形和产生程差,促使其振荡阈值升良效率降低,发散角增加。
玻璃必须有良好的热光稳定件。器工作时由于激活离子的非辐射跃迁损失和基质玻璃的紫外、红外吸收光泵的一部分光能转化为使玻璃温度升高的热能。同时,由于吸热和冷却条件的不同在棒的径向就会出现温度梯度。这些因素除导致玻璃的光学均匀性降低而影响性能外,甚至会使被璃由于热机械性能不好而损坏。
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