研究目的
开发一种新颖的多步法，用于在硫系光学材料中诱导局部折射率变化，以制造红外梯度折射率（GRIN）元件。
研究成果
该研究通过一种结合激光辐照与热处理的新型多步法，证明了在红外玻璃陶瓷薄膜中实现空间选择性调控折射率的能力。实验获得了最大局部折射率变化量Δn=0.088，且该变化幅度随激光功率与辐照剂量的增加而增大。该方法为开发红外渐变折射率元件展现出良好前景。
研究不足
该研究仅限于厚度不超过40微米的薄膜，且未探讨脉冲间空间重叠与扫描模式对最终局部折射率分布的影响。
1：实验设计与方法选择：
采用两步光热处理工艺，包括对GAP-Se薄膜进行扫描式辐照及后续热处理。
2：样品选择与数据来源：
选用由多组分GeSe2-As2Se3-PbSe（GAP-Se）玻璃陶瓷材料制备的厚度介于1至40微米的薄膜。
3：实验设备与材料清单：
自制铥光纤激光器、热蒸发镀膜仪、高温炉、傅里叶变换红外光谱仪、棱镜耦合仪、扫描电镜、透射电镜。
4：实验步骤与操作流程：
对薄膜依次进行连续波激光与纳秒脉冲激光辐照，随后实施热处理。
5：数据分析方法：
采用棱镜耦合仪测量折射率，通过能谱仪进行成分分析。
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FTIR spectrometer
Nicolet iS5
ThermoFisher
Used for collecting transmission spectra of the films.
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Furnace
STF55666C
Thermo Scientific Lindberg
Used for stress relieving anneal of the films.
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Tm-doped fiber laser
Home-built
Used for irradiating GAP-Se films with continuous-wave and nanosecond-pulsed laser light.
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Thermal evaporator
112 Evaporator-Sputter Station
PVD Products Inc.
Used for depositing films of multi-component GeSe2-As2Se3-PbSe (GAP–Se) glass-ceramic materials.
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Prism coupler
Metricon
Used for measuring room-temperature linear refractive indices of the films.
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SEM
Zeiss Ultra-55
Used for compositional analysis of the GAP-Se films.
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TEM
FEI Tecnai F30
Used for collecting cross-sectional TEM images of the films.
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