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 2.华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237
3 上海大学材料科学与工程学院，上海 201900
Li2OAl2O3SiO2(LAS)体系微晶玻璃因具有优异的力学性能和光学性能，近年来得到了广泛应用。本文针对LAS微晶玻璃的析出晶相、制备工艺和应用进行了介绍。鉴于当前对高硬耐划玻璃材料的迫切需求，重点阐述了LAS微晶玻璃强韧化技术和表面增强方法的研究进展，对今后研发高强度LAS微晶玻璃具有重要指导作用。
微晶玻璃 β锂辉石 热处理工艺 强韧化技术 化学强化 glassceramics Li2OAl2O3SiO2 Li2OAl2O3SiO2 βspodumene heat treatment process strengthening and toughening technology chemical strengthening
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
硬包边是激光钕玻璃减少放大自发辐射和抑制寄生振荡的包边技术之一,残余应力是硬包边的一个重要参数。详细描述了激光钕玻璃硬包边过程中残余应力的来源,并利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,对硬包边浇注熔接过程中不同膨胀系数匹配条件和不同包边玻璃浇注温度下的残余应力分布进行了数值模拟。结果显示,激光钕玻璃和包边玻璃的膨胀系数差异愈小,产生的残余应力愈小;包边玻璃浇注温度愈高,则产生的残余应力愈大。硬包边实验结果表明:包边玻璃的膨胀系数和激光钕玻璃的膨胀系数愈相近,则残余应力就愈小,当包边温度在700~1200 ℃范围内时,残余应力随着包边温度的增加而增大。模拟结果与实验结果吻合,所以在硬包边的浇注熔接过程中,为了使残余应力最小,最佳策略是激光钕玻璃的膨胀系数和包边玻璃的膨胀系数尽量接近甚至相等,且包边温度尽量低。
材料 激光钕玻璃 硬包边 有限元分析 激光元件 应力双折射率 残余应力
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, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
为减少放大自发辐射和抑制寄生震荡，需在激光钕玻璃片侧面粘接一层吸收介质包边玻璃，其中，包边残余应力是粘接的一个重要参数。详细描述了激光钕玻璃与包边玻璃在包边粘接过程中粘接界面附近残余应力的来源，实验讨论分析了精密退火、加工、包边粘接等对界面附近残余应力的影响。结果表明，退火过程中的边缘应力对粘接界面附近残余应力影响比较大，且包边面加工面型匹配越差，则界面附近残余应力越大，而低收缩率和低模量的粘接胶对界面附近的残余应力影响较小。
激光技术 激光钕玻璃 包边 残余应力 应力双折射
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元研发中心, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
研究了新型掺钕磷酸盐激光玻璃在高能量闪光灯抽运条件下的热破坏性质。激光输出实验表明这种为重复频率激光工作设计的钕玻璃，具有与高峰值功率应用类型的钕玻璃基本相近的激光输出能力，高于早期设计的高能量应用类型的钕玻璃。分析了新型重频工作钕玻璃的热膨胀性质，比较了酸蚀和离子交换前后激光输出性质，测定了重复频率高能量抽运下的极限抽运阈值，并讨论了它们对于耐抽运破坏极限的影响。
材料 磷酸盐 钕玻璃 激光 重复频率 耐抽运阈值
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 研究生院,北京 100049
以提高磷酸盐激光钕玻璃耐热冲击性能为目的,研究了一种用碱和酸缓冲液相结合处理磷酸盐激光钕玻璃表面的方法。通过对比该方法与303砂细磨、混合强酸处理和化学机械抛光3种方法处理后的表面形貌和机械性能,发现该表面处理方法可以减少玻璃表面的显微缺陷,从而显著提高表面显微硬度、抗折强度。实验结果表明采用该表面处理方法可提高磷酸盐激光钕玻璃在重复频率氙灯抽运下的热破坏阈值和激光效率。
材料 磷酸盐激光玻璃 表面处理方法 表面酸碱处理 表面缺陷
