1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国核电工程有限公司, 北京 100840
钼是动力堆乏燃料后处理产生的高放废液中主要的核素之一。MoO3在铁磷酸盐玻璃中的溶解情况以及MoO3含量变化对玻璃结构的影响是动力堆高放废液固化用铁磷酸盐玻璃配方研究的重点。在成分为60%P2O5-19%Fe2O3-8%Al2O3- 13%Na2O (摩尔分数)的基础玻璃中, 加入1%~8% (摩尔分数) MoO3, 采用熔淬法制备一系列样品。X射线衍射、电子探针显微分析用于物相和显微形貌分析, Raman光谱、X射线光电子能谱和Mssbauer谱用于结构分析。MoO3实际含量小于等于6.38%时, Mo可以完全溶入到玻璃结构中, 不形成析晶和分相。MoO3含量大于等于4%时, Mo离子以［MoO6］结构存在并形成Mo-O-P键。Q1和Q2单元是玻璃相中的主要结构, 且Q1单元的相对含量随着MoO3含量增加。随着MoO3含量增加, Fe3+相对含量略有减少, 而Mo离子价态不变。
钼 铁磷酸盐玻璃 玻璃结构 价态 molybdenum iron phosphate glass glass structure valence state
1 中国科学院上海光学精密机械研究所，强激光材料重点实验室，中国 上海 201800
2 日本电气硝子株式会社(NEG)美国分公司，美国北卡罗来纳 28150
3 中国核电工程有限公司，中国 北京 100840
介绍了加和法、相图法、Priven法、拓扑束缚理论、分子动力学模拟、机器学习及数理统计模拟等7种玻璃成分性质模拟方法，总结了各模拟方法的主要理论依据、模拟过程及应用现状。加和法可进行多种玻璃物理性质的预测，相图法在二、三、四元硅酸盐、硼酸盐及硼硅酸盐玻璃体系上的运用较为成熟，Priven法结合了玻璃结构、热力学方程及计算机模拟，拓扑束缚理论目前应用于氧化物和硫化物体系个别性质的模拟，分子动力学模拟亦应用于多种玻璃体系中的分子结构分析和相关性质预测，机器学习能充分利用文献中提供的大量数据来模拟复杂玻璃性质。目前数理统计模拟法已用在建立复杂玻璃体系中的成分(C)-结构(S)-性质(P)的相关数学模型，包括硅酸盐，硼硅酸盐和磷酸盐玻璃。较传统的C-P统计模拟方法，C-S-P统计模拟法能对复杂玻璃体系提供更精准的性质评估，有助于新型玻璃开发。
加和法 相图法 Priven法 拓扑束缚理论 分子动力学模拟 机器学习 数理统计模拟 additive method phase diagram-based method priven method topological theory molecular dynamics simulations machine learning mathematical statistical modeling
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国核电工程有限公司，北京 100840
Joule加热陶瓷炉玻璃固化技术因其熔炉尺寸不受限制、单位时间内玻璃产率高、贵金属相容性好等优势，在高放废液玻璃固化领域占据主要地位。介绍了美、俄、德、日等国的Joule加热陶瓷炉工程应用情况和Joule加热陶瓷炉的各项关键单元技术研究进展。未来Joule陶瓷炉玻璃固化技术的发展重点为在研发关键材料(耐火材料、合金材料)的基础上，根据高放废液成分，设计高熔池温度、高玻璃产率、贵金属相容性好的Joule加热陶瓷炉，以提高高放废液玻璃固化的减容比和经济性。
Joule加热陶瓷炉 玻璃固化 放射性废物 固化体 Joule heated ceramic melter vitrification radioactive waste waste form
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
管棒法加工的氟锆酸盐玻璃光纤预制棒表面和亚表面存在缺陷,这会增加氟锆酸盐玻璃光纤的界面损耗并降低光纤强度。研究了一种非水有机溶液体系的表面处理剂,其中溶剂是乙醇和戊醇的混合物,酸是盐酸和草酸的混合物,添加剂是二氯氧化锆和乙二胺四乙酸的混合物。相比于常规的水溶液体系的表面处理剂,该处理剂能更有效去除光纤预制棒的表面和亚表面缺陷,并且不存在水侵蚀表面引起的水化层和沉积杂质,降低了光纤拉制过程中的析晶和失透风险,可大幅增大光纤强度并降低光纤的损耗。光电子能谱(XPS)显示,利用该处理剂处理过的氟锆酸盐玻璃表面和本体的组分含量更接近。原子力显微镜(AFM)观测结果显示,利用该处理剂处理过的氟锆酸盐玻璃的表面粗糙度更低。实验结果表明,由该表面处理剂处理过的光纤预制棒拉制的光纤损耗更低且抗拉强度更强。说明对于氟锆酸盐玻璃光纤预制棒而言,非水有机溶液体系的表面处理剂比传统的水溶液体系表面处理剂更为合适。
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光单元技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
采用高温熔融法制备百分比为(100-x)(23.6Al2O3-53CaO-7.7BaO-2.1Na2O-10.3Ga2O3-3.1B2O-0.2Er2O3)-xYb2O3(x=0,0.9,1.9,2.8,3.6,4.5)的铝酸盐玻璃。应用差示扫描量热法、吸收光谱、荧光光谱、红外光谱以及拉曼光谱等检测手段, 系统研究了不同Yb3+离子引入量对玻璃的物性、热稳定性、Er3+离子光谱性质和结构的影响。结果表明,Yb2O3含量越高, 玻璃的密度和折射率越大, 抗析晶能力有所增强。随着Yb2O3的增加, 玻璃在976 nm吸收系数增大, 对应于Er3+离子的2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2以及4F9/2→4I15/2跃迁的527, 549, 666 nm的上转换发光、红光与绿光发光强度比以及对应于4I13/2→4I15/2的1.53 μm近红外荧光强度明显增加。当Yb2O3浓度为3.6%时, 铝酸盐玻璃样品在近红外1.53 μm荧光最强, 此时Yb3+→Er3+正向能量传递效率η1最大, 约为82.9 %。该系列铝酸盐玻璃中Er3+离子1.53 μm最大发射截面为0.77×10-20 cm2, 荧光半高宽最大值为39.4 nm, 荧光寿命最大值为4.46 ms。
铝酸盐玻璃 Yb3+/Er3+共掺杂 上转换发光 1.53 μm发光 aluminate glass Yb3+/Er3+ co-doping up-conversion emission 1.53 μm emission
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 澳大利亚阿德莱德大学光子和先进传感研究所, 阿德莱德 SA 5005
软玻璃光纤在中红外超连续谱的产生方面有广泛的应用，是目前研究的热点。综述了氟化物光纤、碲酸盐光纤以及硫化物光纤中产生中红外超连续谱的研究进展。在氟化物光纤中产生了目前最高功率的中红外超连续谱；碲酸盐光纤特别是微结构碲酸盐光纤在中红外超连续谱中的应用十分广泛；在硫化物光纤中产生了目前最宽的中红外超连续谱。
非线性光学 中红外超连续谱 氟化物光纤 碲酸盐光纤 硫化物光纤 激光与光电子学进展
2018, 55(8): 080001
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
We report an Er3+-doped fluorogallate glass with good thermal and chemical stability. The low maximum phonon energy and high mid-infrared (IR) transmittance of the glass are confirmed by Raman and IR spectra, respectively. Based on Judd–Ofelt theory, intensity parameters and radiative properties are determined from the absorption and emission spectra. The proposed glass possesses a large fluorescence branching ratio β (21.71%) and a maximum stimulated emission cross-section σem of Er3+:I11/24→I13/24 transition at 2.71 μm (1.04×10 20 cm2). The results indicate that it can be potentially applied in high-power 2.7 μm fiber lasers.
160.4760 Optical properties 160.0160 Materials 160.5690 Rare-earth-doped materials 260.3800 Luminescence 160.2290 Fiber materials 140.3500 Lasers, erbium Chinese Optics Letters
2015, 13(8): 081602
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术研发中心, 上海201800
2 中国科学院大学, 北京100049
重金属氧化物玻璃中—OH的存在对玻璃光学性质产生干扰影响，使玻璃在中红外波段产生较大损耗。玻璃除水是制作中红外玻璃的关键环节。讨论了羟基对重金属氧化物玻璃的光学、光谱学及光纤性质的影响，总结了近年来出现的中红外重金属氧化物玻璃除水方法(反应气氛除水法、鼓泡法、引入氟化物、氯化物除水等)，对比分析了不同方法的除水效果和研究进展，对今后中红外重金属氧化物玻璃除水技术的现状与发展趋势进行了概括。
材料 中红外重金属氧化物玻璃 羟基影响 低羟基含量 除水工艺 激光与光电子学进展
2014, 51(9): 090002
