01
Abstraktne
Kvartsklaasil on erinevatel temperatuuri- ja rõhutingimustel erinevad struktuursed konfiguratsioonid, millega kaasneb püsiv mahuline tihendus, mis mõjutab oluliselt selle makroskoopilisi optilisi omadusi, nagu murdumisnäitaja. Kuid kõrgtemperatuuri, kõrgrõhu (HPHT) füüsilise kokkusurumise ja femtosekundilise laseriga otsekirjutamise (FLDW) fotoelektrilise ergastuse põhjustatud tihenemise aluseks olevad mikrostruktuurilised evolutsioonimehhanismid ei ole täielikult mõistetavad. Nendes ekstreemsetes tingimustes toimuvate mitte-tasakaalulise klaasivõrgu rekombinatsiooni protsesside sügavam mõistmine on ülioluline uudsete mitmetuumaliste optiliste kiudude, kvantintegreeritud kiipide ja täiustatud optoelektrooniliste liitseadmete paindlikuks kavandamiseks ja arendamiseks.
02
Ülevaade
Selles uuringus võrreldakse süstemaatiliselt struktuurseid faasisiirdeid ja optilisi reaktsioone, mis on indutseeritud kvartsklaasis kõrg{0}}temperatuuri kõrgsurve (HPHT) töötlemise, femtosekundilise laseriga otsekirjutamise (FLDW) ja mõlema kombinatsiooniga. Uuringus leiti, et kuigi mõlema meetodi abil on võimalik saavutada murdumisnäitaja ja makroskoopilise tihenemise lineaarne tõus, on mikroskoopilistes ümberkorraldamistes põhimõttelisi erinevusi. Kõige olulisem erinevus seisneb selles, et laseriga kiiritatud piirkonna klaasistruktuur areneb äärmuslike fototermiliste mõjude korral iseloomuliku kõrge virtuaalse temperatuuri (1600–2000 K) olekusse, millega kaasnevad mitte-sillavad hapniku (NBO) defektid, mis on tihedalt seotud serva-jagamiskäitumisega PL-i tetraheedilises valguses (SiO4 tetraheediliselt). erineb puhtast kõrgsurve{10}füüsilisest töötlemisest.
03
Joonise ja teksti analüüs
Joonisel 1 on kujutatud femtosekundilise laser-indutseeritud II tüüpi nanovõre ränidioksiidist klaasis kõrge -rõhutaluvuse iseloomustus, sealhulgas optiline transmissioonmikroskoopia (A–F, M–P) ja polarisatsioonimikroskoopia (G–L, Q–T). Seadistati neli kõrge-temperatuuri ja kõrgrõhu{5}}gradienti 673 K: algklaas, ainult lõõmutatud kontrollrühm ja gradientid 1,4, 2,5, 3,7 ja 4,9 GPa. Võrreldi kahte protsessi: "esmalt laser, siis kõrgrõhkkond" ja "kõigepealt kõrgrõhkkond, siis laser". Laseri impulsi energiaks fikseeriti 0,8 µJ. Polarisatsioonipiltide värvisignaalid tähistavad nanovõre kuju ja kaksikmurdmise intensiivsust. Tulemused näitavad, et lihtne lõõmutamine 673 K juures ei kahjusta resti. Nanovõre struktuur ja kahekordne murdumine säilivad stabiilselt, kui rõhk on väiksem või võrdne 2,5 GPa. Kahekordne murdumine nõrgeneb oluliselt pärast suurenemist 3,7 GPa-ni ja kaob täielikult 4,9 GPa juures, mis näitab, et üle 3,7 GPa... Kõrge temperatuur ja rõhk kukuvad võre sees olevad nanopoorid kokku ja hävitavad perioodilise tihedusmodulatsiooni struktuuri. Lisaks on võre faasiviivituse muutus kahe töötlemisjärjestuse korral pöörduv, mis kinnitab, et nanorestil on kõrge rõhuga kustutatavad ja ümberkonfigureeritavad omadused.
04
Kokkuvõte
See artikkel paljastab süstemaatiliselt sarnasused ja erinevused kõrgrõhuga füüsilise kokkusurumise ja femtosekundilise laseriga tihedasse kvartsklaasi kirjutamise vahel. Kuigi mõlemad suudavad saavutada püsiva tiheduse ja murdumisnäitaja paranemise, juhib elektromagnetilise -ergastatud ülikiire laser mikroskoopilisel tasemel ainulaadselt klaasivõrgu arengu kõrge virtuaalse temperatuuri olekusse ja kutsub lokaalselt esile ainulaadseid mikroskoopilisi kristallograafilisi defekte, nagu sideme katkemine, NBO ja servade töötlemine, millel puudub tetraeedriline kõrge rõhujagamine,{4} tuginedes jäiga ühiku režiimi (RUM) deformatsioonile. See avastus mitte ainult ei selgita amorfsete võrkude topoloogilise deformatsiooni piire, mis on põhjustatud erinevatest energia süstimismeetoditest, vaid annab ka kindla teoreetilise aluse uute fotooniliste seadmete ja optiliste sidekomponentide tulevaseks kavandamiseks kohaliku struktuuri kohandamise kaudu.
