1 天津津航技术物理研究所 天津市薄膜光学重点实验室，天津 300308
2 王之江激光创新中心，天津 300308
ZnSe以其优异的光学性能与机械性能，一直是光学零件的首选材料之一。光学窗口、光学透镜等光学零件的制作成本很大程度上取决于光学材料的可加工性，加工成本占制作总成本的50%以上。从微观结构上来看，光学晶体材料的可加工性又与晶粒尺寸相关。文中采用物理气相沉积（PVD）法制备了PVDZnSe红外光学材料，并从沉积温度与原料性能两个方面研究了PVDZnSe制备工艺对其晶粒尺寸和可加工性的影响。研究表明：在920、960、1 000 ℃三个温度条件下，随着沉积温度升高，PVDZnSe材料晶粒呈现增加的趋势，其尺寸范围分别为20~180 μm、300~2000 μm和1 200~2 800 μm。在相同工艺参数条件下，选用粒径分别为2~10 μm、10~20 μm和300~2 000 μm的三种ZnSe原料制备PVDZnSe。随着原料ZnSe晶粒尺寸的增加，所得PVDZnSe的晶粒尺寸显著增大。结果表明，随着晶粒尺寸增加，脆性指数也相应增加，即PVDZnSe可加工性能在逐渐变差。研究还发现，在一定的晶粒尺寸范围内，材料的透过率差别不大，在2~14 μm波长范围内，PVDZnSe材料的平均透过率均能达到70%以上。该研究为PVDZnSe材料在光学零件领域的应用提供了实践经验和有力的技术支撑。
PVDZnSe 晶粒尺寸 沉积温度 原料 PVDZnSe grain size deposition temperature raw material 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210565
包头师范学院 化学学院, 内蒙古 包头 014030
利用有机相法合成Nd3+掺杂CdSe纳米晶(CdSe∶Nd), 通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜 (TEM)、紫外吸收光光谱及荧光光谱表征, 证明Nd3+已经成功掺入到CdSe的晶格中。与纯CdSe纳米晶相比, CdSe∶Nd纳米晶的结构仍为立方晶型, 且形貌近似球形, 均匀分散, 粒径约为2～4 nm。紫外吸收峰和荧光发射峰都发生红移, 而且掺杂后的CdSe∶Nd纳米晶量子产率也提高, 这可能是由于掺杂Nd3+引入了新的杂质能级, 带隙减小。为了实现CdSe∶Nd纳米晶的可加工性和功能性, 通过微乳法合成SiO2 壳包覆的CdSe∶Nd纳米球(CdSe∶Nd@SiO2 纳米球), CdSe∶Nd@SiO2 纳米球呈均匀球形, 直径约为100～115 nm, 并且包壳后的CdSe∶Nd@SiO2 纳米球发射峰(581 nm)与CdSe∶Nd纳米晶(598 nm)相比, 发光强度提高且发射峰蓝移, 蓝移约为17 nm, 可能是因为SiO2 壳可以减少纳米晶表面的非辐射跃迁以及改善表面缺陷导致的。
CdSe∶Nd纳米晶 掺杂 CdSe∶Nd@SiO2 纳米球 荧光性质 核壳 CdSe∶Nd nanocrystals doped CdSe∶Nd@SiO2 nanospheres fluorescence properties core-shell
硫化锌(ZnS)是一种重要的红外光学材料，在8～10 μm波段范围内拥有较高的透过率，广泛应用于导弹整流罩、红外天文卫星、红外光谱仪、测量仪和热像仪等领域。采用高温后处理工艺方法可促进晶粒生长，并起到消除热压多晶ZnS内部的残余六方相和气孔的作用，进而可提升材料光学透过性能。对于厚度5 mm的热压ZnS试验片，1.064 μm处透过率达到60%，2～10 μm平均透过率达到73%。经后处理的光学窗口其抗冲击性能测试结果表明，材料保留了原有热压ZnS材料的力学特性，且在400 ℃的条件下能够满足光电探测系统清晰成像的要求。
热压硫化锌 后处理改性 红外透过率 抗冲击性能 hot-pressed ZnS post-treatment modification infrared transmittance thermal shock resistance
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
借助于二维时域有限差分(2D-FDTD)法，对Sinc形表面等离子滤波器在可见光波段的滤波特性进行了研究。结果表明：每条透射曲线均存在一个较宽的禁带。Sinc函数的高度、最大槽深和槽宽对禁带的位置影响较大，而主花瓣半宽、槽的周期数以及水平通道的宽度对禁带的位置影响较小。与1.55 μm波段相比，禁带的宽度要窄一些，而禁带两侧的通带也要低一些。研究结果可以为表面等离子滤波器的设计、制作和应用提供理论参考。
表面光学 表面等离子滤波器 时域有限差分法 中国激光
2014, 41(s1): s105004
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
设计了一种基于金属-绝缘体-金属(MIM)波导的槽深受sinc函数调制的表面等离子滤波器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)法,数值分析了这种表面等离子滤波器的几何结构参数对传输特性的影响。结果表明,与未经sinc函数调制的情形相比较,经sinc函数调制的滤波器的透射谱中位于禁带右侧的边缘变得更加陡峭,滤波性能更好。槽的最大深度、宽度、周期数、水平通道的宽度及sinc函数的高度对传输特性的影响较为明显,而sinc函数主花瓣的半宽对传输特性的影响较小。这种表面等离子滤波器在高集成度的光学回路中具有一定的应用前景。
集成光学 表面等离子波导 滤波器 integrated optics surface plasmonic waveguides filter
