一种逆磁性硫系磁旋光玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术属于光电功能材料领域，具体涉及一种逆磁性硫系磁旋光玻璃及其制备方法。该玻璃的原料组成及摩尔质量分数为：60‑80％的GeS2、15‑20％的In2S3和0‑25％的PbI2。本发明专利技术所提供的磁旋光玻璃菲尔德常数高达0.287min·G‑1·cm‑1@632.8nm，高于现有的逆磁玻璃，应用广泛。本发明专利技术所提供的磁旋光玻璃属于逆磁性磁旋光玻璃，其菲尔德常数与温度无关，因此用其制备的器件无需温度补偿系统，使得器件结构简单，稳定性更好。本发明专利技术的磁旋光玻璃透过曲线覆盖可见、近红外、中红外以及远红外四个波段，尤其适用于中红外及远红外波段的磁光器件中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电功能材料领域，具体涉及一种逆磁性硫系磁旋光玻璃及其制备方法。
技术介绍
磁旋光效应又称法拉第效应，即线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一额外磁场，光的振动面的方向将发生偏转，偏振面的旋转方向仅取决于磁场方向，而与光的传播方向无关。基于法拉第效应的磁光玻璃在磁光隔离器、磁光开关、磁光调制器及光纤电流传感器等方面具有重要应用。如用磁光玻璃制作的磁光隔离器可以消除光学系统中有害的反射光，广泛应用于多级激光放大器、光参量振荡器等激光系统中；基于磁光玻璃的磁光开关，可通过控制磁场来实现光路的切换，相对于其它光开关，磁光开关速度快，耗能小，稳定性好，并且可制作成块状、薄膜状和光纤型三种类型，方便在各种设备上集成。目前常用的磁光玻璃主要是顺磁性Tb3+掺杂氧化物玻璃，该玻璃在可见光波段具有高透明、菲尔德常数大等优点，在大型激光系统中已获得应用。但是由于该体系是顺磁性磁光玻璃，因此菲尔德常数随温度的变化而变化，在高精度测试系统中需要增加温度补偿机制，增加了系统的复杂性，影响系统的稳定性。另外该材料的红外截止边在1.5微米左右，使其无法应用于长波红外波段。相对于顺磁玻璃，逆磁玻璃的菲尔德常数几乎不受温度影响，因此用其制备的器件可以忽略温度的影响，制作的器件结构简单，体积小。尤其是基于硫系玻璃的逆磁性磁光材料，其透过波段可达远红外波段，在红外磁光器件中具有不可替代的优势。但是现有的逆磁玻璃菲尔德常数较低，通常比顺磁玻璃小1～2个数量级，限制了逆磁玻璃的应用。
技术实现思路
为了解决现有的逆磁玻璃菲尔德常数较低的技术问题，本专利技术提供一种逆磁性硫系磁旋光玻璃及其制备方法。本专利技术的技术解决方案是：一种逆磁性硫系磁旋光玻璃，其特殊之处在于：原料组成及摩尔质量分数为：60-80％的GeS2、15-20％的In2S3和0-25％的PbI2。原料组成及摩尔质量分数为：60-68％的GeS2、15-17％的In2S3和15-25％的PbI2。原料组成及摩尔质量分数为：60％的GeS2、15％的In2S3和25％的PbI2。本专利技术还提供一种逆磁性硫系磁旋光玻璃的制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：1】按照以下摩尔质量分数配比准确称量原料：60-80％的GeS2、15-20％的In2S3和0-25％的PbI2；2】将原料放置于石英管中，抽真空后封口；3】将封口后的石英管在900-1000℃的温度下熔制12-24小时；4】熔制完成后降温至880℃，将石英管置于室温的水中淬冷后转移至退火炉中进行退火处理；5】退火完成后，将石英管破开或者用氢氟酸腐蚀石英管得到逆磁性硫系磁旋光玻璃。步骤1】中的原料质量分数配比为：60-68％的GeS2、15-17％的In2S3和15-25％的PbI2。步骤1】中的原料质量分数配比为：60％的GeS2、15％的In2S3和25％的PbI2。步骤3】中的熔制温度为970℃，熔制时间为15小时。步骤3】中的石英管是在摇摆炉中进行熔制。步骤4】中是将淬冷后的石英管转移至已升至退火温度的退火炉中，保温2小时，然后用12小时降至室温。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术所提供的磁旋光玻璃菲尔德常数高达0.287min·G-1·cm-1@632.8nm，高于现有的逆磁玻璃，应用广泛。(2)本专利技术所提供的磁旋光玻璃属于逆磁性磁旋光玻璃，其菲尔德常数与温度无关，因此用其制备的器件无需温度补偿系统，使得器件结构简单，稳定性更好。(3)本专利技术的磁旋光玻璃透过曲线覆盖可见、近红外、中红外以及远红外四个波段，尤其适用于中红外及远红外波段的磁光器件中。附图说明图1为本专利技术磁旋光玻璃的透过光谱图。具体实施方式本专利技术提供一种新型逆磁性硫系磁旋光玻璃，其组分以摩尔百分比表示为60～80GeS2；15～20In2S3；0～25PbI2。根据配方精确称量原料，置于石英管中，抽真空，封口。将封口的石英管放入摇摆炉中熔制，熔制温度900～1000℃，时间12～24小时。熔制完成后降温至880℃出炉、淬冷，并迅速转移到已升至退火温度的退火炉中退火。本专利技术的新型玻璃组分具有宽的透过窗口、优秀的红外透过能力、高的菲尔德常数，且属于逆磁性磁光玻璃。相对于含Tb3+顺磁性玻璃来说，其菲尔德常数温度系数可以忽略，从而可消除温度对系统的影响。参见图1，本专利技术的磁旋光玻璃透过曲线覆盖可见、近红外、中红外以及远红外四个波段，尤其适用于中红外及远红外波段的磁光器件中。下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术逆磁性硫系磁旋光玻璃各实施例以摩尔百分比表示的具体组分及对应的菲尔德常数V(min·G-1·cm-1)如下：实施例1：1)配方组成为80％GeS2，20％In2S3，0％PbI2。精确称量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氢氧焰封口。2)将石英管放入摇摆炉中熔制，熔制温度900℃，时间18小时。3)熔制好后降温至880℃出炉、淬冷，并迅速转移到已升至退火温度的退火炉中退火。实施例2：1)配方组成为76％GeS2，19％In2S3，5％PbI2。精确称量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氢氧焰封口。2)将石英管放入摇摆炉中熔制，熔制温度970℃，时间12小时。3)熔制好后降温至880℃出炉、淬冷，并迅速转移到已升至退火温度的退火炉中退火。实施例3：1)配方组成为72％GeS2，18％In2S3，10％PbI2。精确称量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氢氧焰封口。2)将石英管放入摇摆炉中熔制，熔制温度970℃，时间15小时。3)熔制好后降温至880℃出炉、淬冷，并迅速转移到已升至退火温度的退火炉中退火。实施例4：1)配方组成为68％GeS2，17％In2S3，15％PbI2。精确称量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氢氧焰封口。2)将石英管放入摇摆炉中熔制，熔制温度970℃，时间15小时。3)熔制好后降温至880℃出炉、淬冷，并迅速转移到已升至退火温度的退火炉中退火。实施例5：1)配方组成为64％GeS2，16％In2S3，20％PbI2。精确称量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氢氧焰封口。2)将石英管放入摇摆炉中熔制，熔制温度1000℃，时间15小时。3)熔制好后降温至880℃出炉、淬冷，并迅速转移到已升至退火温度的退火炉中退火。实施例6：1)配方组成为60％GeS2，15％In2S3，25％PbI2。精确称量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氢氧焰封口。2)将石英管放入摇摆炉中熔制，熔制温度1000℃，时间24小时。3)熔制好后降温至880℃出炉、淬冷，并迅速转移到已升至退火温度的退火炉中退火。以上实施例仅是对本专利技术技术方案的举例说明，不应视为对本专利技术权利要求保护范围的限制，本领域技术人员应当能够从本专利技术的基本方案中毫无疑义推断出，依据本专利技术的技术方案可以实现本专利技术的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆磁性硫系磁旋光玻璃，其特征在于：原料组成及摩尔质量分数为：60‑80％的GeS2、15‑20％的In2S3和0‑25％的PbI2。

【技术特征摘要】
1.一种逆磁性硫系磁旋光玻璃，其特征在于：原料组成及摩尔质量分数为：60-80％的GeS2、15-20％的In2S3和0-25％的PbI2。2.根据权利要求1所述的逆磁性硫系磁旋光玻璃，其特征在于：原料组成及摩尔质量分数为：60-68％的GeS2、15-17％的In2S3和15-25％的PbI2。3.根据权利要求2所述的逆磁性硫系磁旋光玻璃，其特征在于：原料组成及摩尔质量分数为：60％的GeS2、15％的In2S3和25％的PbI2。4.一种逆磁性硫系磁旋光玻璃的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1】按照以下摩尔质量分数配比准确称量原料：60-80％的GeS2、15-20％的In2S3和0-25％的PbI2；2】将原料放置于石英管中，抽真空后封口；3】将封口后的石英管在900-1000℃的温度下熔制12-24小时；4】熔制完成后降温至880℃，将石英管置于室温的水中淬冷后转移至退火炉中进行退火处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭波，许彦涛，郭海涛，陈岗，陆敏，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61