01
Abstraktus
Kvarcinis stiklas pasižymi įvairiomis struktūrinėmis konfigūracijomis, esant skirtingoms temperatūros ir slėgio sąlygoms, kartu su nuolatiniu tūriniu tankinimu, o tai daro didelę įtaką jo makroskopinėms optinėms savybėms, tokioms kaip lūžio rodiklis. Tačiau pagrindiniai mikrostruktūriniai tankinimo evoliucijos mechanizmai, kuriuos sukelia aukšta{1}}temperatūra, aukštas{2}}slėgis (HPHT) fizinis suspaudimas ir femtosekundinis tiesioginio rašymo lazeriu (FLDW) fotoelektrinis sužadinimas, lieka nevisiškai suprantami. Gilesnis supratimas apie ne-pusiausvyros stiklo tinklo rekombinacijos procesus šiomis ekstremaliomis sąlygomis yra labai svarbus norint lanksčiai kurti ir kurti naujus daugiagyslių optinių skaidulų, kvantinių integruotų lustų ir pažangių optoelektroninių sintezės įrenginių.
02
Apžvalga
Šiame tyrime sistemingai lyginami struktūriniai fazių perėjimai ir optiniai atsakai, kuriuos sukelia kvarciniame stikle apdorojimas aukštu -temperatūriniu aukštu-slėgiu (HPHT), femtosekundiniu tiesioginiu lazeriu (FLDW) ir abiejų deriniu. Tyrimas parodė, kad nors abu metodai gali pasiekti linijinį lūžio rodiklio ir makroskopinio tankinimo padidėjimą, yra esminių mikroskopinio pertvarkymo būdų skirtumų. Esminis skirtumas yra tas, kad stiklo struktūra lazeriu{4}}švitintame regione išsivysto iki būdingos aukštos virtualios temperatūros (1600–2000 K) esant ekstremaliems fototerminiams efektams, kartu atsirandančių ne-jungiamųjų deguonies (NBO) defektų, glaudžiai susijusių su kraštų-dalijimusi PL, taigi tetraedruojančiame SiO4. skiriasi nuo fizinio apdorojimo aukštu{10}slėgiu.
03
Paveikslų ir tekstų analizė
1 paveiksle parodytas aukšto -slėgio tolerancijos apibūdinimas femtosekundiniu lazeriu-sukeltas II tipo nanogardelės silicio dioksido stikle, įskaitant optinę perdavimo mikroskopiją (A–F, M–P) ir poliarizacijos mikroskopiją (G–L, Q–T). Buvo nustatyti keturi 673 K aukšto-temperatūros ir-aukšto slėgio gradientai: originalus stiklas, tik atkaitinta kontrolinė grupė ir 1,4, 2,5, 3,7 ir 4,9 GPa gradientai. Buvo lyginami du procesai: „pirmiausia lazeris, tada aukštas slėgis“ ir „pirmiausia aukštas slėgis, tada lazeris“. Lazerio impulso energija buvo fiksuota ties 0,8 µJ. Spalvoti signalai poliarizacijos vaizduose parodo nanogardelės formą ir dvigubo lūžio intensyvumą. Rezultatai rodo, kad paprastas atkaitinimas esant 673 K nepažeidžia grotelių. Nanogardelės struktūra ir dvigubas lūžis stabiliai išsaugomi, kai slėgis yra mažesnis arba lygus 2,5 GPa. Dvigubas lūžis žymiai susilpnėja padidinus iki 3,7 GPa ir visiškai išnyksta esant 4,9 GPa, o tai rodo, kad virš 3,7 GPa... Aukšta temperatūra ir slėgis sugrius grotelės viduje esančias nanoporas ir sunaikins periodinio tankio moduliavimo struktūrą. Be to, gardelės fazės delsos pokytis yra grįžtamas pagal dvi apdorojimo sekas, o tai patvirtina, kad nanogardelė pasižymi dideliu slėgiu ištrinamomis ir perkonfigūruojamomis savybėmis.
04
Santrauka
Šiame straipsnyje sistemingai atskleidžiami didelio{0}}slėgio fizinio suspaudimo ir femtosekundžių lazeriu tiesioginio rašymo į tankų kvarcinį stiklą panašumai ir skirtumai. Nors abu gali pasiekti nuolatinį tankinimą ir lūžio rodiklio pagerinimą, mikroskopiniu lygmeniu elektromagnetinis -sužadintas itin greitas lazeris unikaliai skatina stiklo tinklo evoliuciją iki aukštos virtualios temperatūros būsenos ir lokaliai sukelia unikalius mikroskopinius kristalografinius defektus, tokius kaip jungties nutrūkimas, NBO ir kraštų apdorojimas, kurių nėra tetraedrinio didelio spaudimo pasikliaujant standžiojo vieneto režimo (RUM) deformacija. Šis atradimas ne tik išaiškina amorfinių tinklų topologinės deformacijos, kurią sukelia skirtingi energijos įpurškimo metodai, ribas, bet ir suteikia tvirtą teorinį pagrindą būsimam naujų fotoninių įrenginių ir optinio ryšio komponentų projektavimui pritaikant vietinę struktūrą.
