上海光机所在光致热折变玻璃及体光栅的研制方面取得进展

APP下载

扫一扫

下载观察者APP

上海光机所在光致热折变玻璃及体光栅的研制方面取得进展

分享到：

2019-04-01 20:01:56 字号：A- A A+ 来源：观察者网

关键字:

近日，中科院上海光机所在用于体光栅（VBG）的光致热折变玻璃（Photo-Thermo-Refractive glass，简称PTR）的研制方面取得了重要进展，在国内率先制备出80×30×20mm、具有高光敏和热敏特性、高均匀性（<10-5）的光致热折变玻璃。PTR是一种高透过率光学微晶玻璃，该玻璃通过紫外曝光、热显影工艺，可获得的折射率调制度最大达到1000ppm。该技术打破了国际上仅由美国和俄罗斯极少数公司掌握的高均匀光致热折变微晶玻璃的制备技术垄断，为我国开展基于此类玻璃的新型体光栅器件研究奠定了材料基础。

　图1. 高均匀性光致热折变玻璃及衍射器件

基于光致热折变玻璃的体光栅器件，由于具有高精度角度和波谱选择性以及高功率密度耐受性等优点，在超快脉冲激光器展宽和压缩、高功率固体激光器的光束转向、模式选择、线宽窄化、光谱组束等领域具有显著的应用优势。虽然该玻璃的研究最早可追溯到1980年，但由于该玻璃涉及ppm量级元素的调控、卤化物成分的挥发控制、氧卤玻璃的分相调控及较大尺寸玻璃的均匀析晶，因此，具有极高的组分优化设计和制备工艺难度。此前，具备实际商业化应用的PTR玻璃制备及相关器件全流程制备技术被美国的三家公司所垄断，其最大尺寸可达100mm口径，但对我国实行禁运。国内相关工作也仅限于学术研究，还未见产品报道，严重制约了国内相关技术领域特别是高功率激光技术的发展。

图2. 不同工艺下，光致热折变玻璃光谱及晶向XRD

近三年来，在国家相关项目的牵引和支持下，依托中科院强激光材料重点实验室，上海光机所高功率激光单元技术实验室和薄膜光学实验室利用各自在特种光功能玻璃和光栅光学领域的优势，合作开展了大尺寸光致热折变玻璃及体光栅的研究。通过优化玻璃的组分设计、不同需求的光栅结构设计及工艺设计，在相关工艺技术中取得多项技术突破：解决了玻璃中酸碱度平衡问题，实现了银原子和银离子的阶段控制；熔炉、坩埚制备条件的自主改进及玻璃熔制工艺优化的突破，获得了大尺寸、高均匀性氧氟微晶玻璃的制备；成型和退火工艺设计，解决了玻璃中变价离子的价态控制，最终获得了大于30mm口径的具有高光敏和热敏特性的光致热折变玻璃；高精稳定性曝光装备的建立及其热显影工艺的精密调控，实现了体光栅器件的制备。该系列技术的突破，使得上海光机所成为国内首家自主掌握从PTR玻璃制备、高精稳定曝光刻写、热显影，到性能测试评估全流程的研究单位，可实现满足不同应用需求及场景的透射式和反射式体光栅器件的定制化研究，为满足国内重大应用需求的激光系统研制奠定了关键材料和器件基础。相关成果发表在Optics Express, 2018,26(1) 157-164; Optics Express,2018, 26(19), 25336上。

图3. 不同入射角度下的-1级和1级衍射效率曲线(TE偏振)
标签上海
- 原标题：上海光机所在光致热折变玻璃及体光栅的研制方面取得进展
- 责任编辑:吕栋
- 最后更新: 2019-04-01 20:01:56
- 小米王川：米9系列累计供货超150万台，兑现雷军此前承诺
  
  2019-04-01 16:46 手机
- 日本手机在全球衰落
  
  2019-04-01 15:44
- 阿里巴巴发布“AI谣言粉碎机” 1秒识别假新闻
  
  2019-04-01 14:11
- 团队内讧、投资人撤资，中国首家无人车公司猝死之谜
  
  2019-04-01 14:07 TMT观察
- 余承东：华为拍照最好，苹果缺乏硬件创新所以冒险进入服务领域
  
  2019-04-01 14:05 大公司
- 紫光集团于英涛：中国基础科学相对落后我们要反思
  
  2019-04-01 13:40
- 中国高能量密度锂硫电池研究取得进展
  
  2019-04-01 13:04
- 中芯国际宣布出售晶圆代工厂LFoundry，获利3.9亿
  
  2019-04-01 09:26 产业万象
- 中国成功发射第二代数据中继卫星系统首星
  
  2019-04-01 06:56 航空航天
- 设计寿命3个月，玉兔二号“到点”了吗
  
  2019-04-01 06:48 航空航天
- 余承东：5G时代的收费模式应该重新思考
  
  2019-03-31 13:06 华为
- 马化腾：5G助AI落地 AI令5G在使用中更高效
  
  2019-03-31 10:15 BAT
- 太鸡肋！这款新产品炒了2年，苹果不卖了
  
  2019-03-31 08:48 苹果新“品”
- 中国第一款柔性屏手机凉了？官方回应：已批量生产
  
  2019-03-30 20:30
- 国家网信办发布首批197个境内区块链信息服务备案编号
  
  2019-03-30 19:30 科技前沿
- 定了！这35所高校将设人工智能本科专业
  
  2019-03-30 19:05 科技前沿
- 全国国土调查科技感十足：一图看全国，影像分辨率优于1米
  
  2019-03-30 18:51 科技前沿
- 预计连续3年亏损索尼或削减一半智能手机业务人员
  
  2019-03-30 18:23
- 上海拨通首个5G手机通话
  
  2019-03-30 14:37
- 消息称苹果A系列处理器首席架构师离职：原因未知
  
  2019-03-30 10:34
搜索

   观察者头条查看全部

东南亚多国表态，“缅甸措辞最严，坚定站队中方” 评论 9

呵呵，“‘民主国家’看不上中国技术”？评论 261

普京访印：美国都在买，印度凭啥不能买？评论 82

日本开发稀土担心中国干扰？日防相放话评论 136

“美欧抢矿，遭殃的却是他们” 评论 16

   风闻 · 24小时最热查看全部

   最新视频查看全部
最新闻 Hot
快讯

上海光机所在光致热折变玻璃及体光栅的研制方面取得进展

小米王川：米9系列累计供货超150万台，兑现雷军此前承诺

日本手机在全球衰落

阿里巴巴发布“AI谣言粉碎机” 1秒识别假新闻

团队内讧、投资人撤资，中国首家无人车公司猝死之谜

余承东：华为拍照最好，苹果缺乏硬件创新所以冒险进入服务领域

紫光集团于英涛：中国基础科学相对落后我们要反思

中国高能量密度锂硫电池研究取得进展

中芯国际宣布出售晶圆代工厂LFoundry，获利3.9亿

中国成功发射第二代数据中继卫星系统首星

设计寿命3个月，玉兔二号“到点”了吗

余承东：5G时代的收费模式应该重新思考

马化腾：5G助AI落地 AI令5G在使用中更高效

太鸡肋！这款新产品炒了2年，苹果不卖了

中国第一款柔性屏手机凉了？官方回应：已批量生产

国家网信办发布首批197个境内区块链信息服务备案编号

定了！这35所高校将设人工智能本科专业

全国国土调查科技感十足：一图看全国，影像分辨率优于1米

预计连续3年亏损索尼或削减一半智能手机业务人员

上海拨通首个5G手机通话

消息称苹果A系列处理器首席架构师离职：原因未知

东南亚多国表态，“缅甸措辞最严，坚定站队中方”

呵呵，“‘民主国家’看不上中国技术”？

普京访印：美国都在买，印度凭啥不能买？

“白宫‘慌乱应对’，想赢中国，支持得到位啊”

国安战略报告迟迟未出，“美财长要求软化对华措辞”

自民党“黑金”丑闻“吹哨人”再出手，这次是高市

“彻底反转了，中国是发达国家，我们才是新兴国家”

“华德858”轮触礁断裂

机密通话曝光！“美国恐将背叛，你要小心”

“云冈石窟大佛冻得流鼻涕”，官方：将暂时封闭、处置渗水

“高市早苗更加不安了”

高善文离职后，又有分析师集体出走国投证券

台军又出意外，这次是炮弹砸了民宅

“中产、富裕阶层也去1元店”，特朗普还嘴硬

日本开发稀土担心中国干扰？日防相放话

“按下葫芦浮起瓢”，英伟达想重返中国市场又难了…