本發(fā)明屬于光電功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種逆磁性硫系磁旋光玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)：
磁旋光效應(yīng)又稱法拉第效應(yīng)，即線偏振光在介質(zhì)中傳播時，若在平行于光的傳播方向上加一額外磁場，光的振動面的方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏振面的旋轉(zhuǎn)方向僅取決于磁場方向，而與光的傳播方向無關(guān)?；诜ɡ谛?yīng)的磁光玻璃在磁光隔離器、磁光開關(guān)、磁光調(diào)制器及光纖電流傳感器等方面具有重要應(yīng)用。如用磁光玻璃制作的磁光隔離器可以消除光學(xué)系統(tǒng)中有害的反射光，廣泛應(yīng)用于多級激光放大器、光參量振蕩器等激光系統(tǒng)中；基于磁光玻璃的磁光開關(guān)，可通過控制磁場來實現(xiàn)光路的切換，相對于其它光開關(guān)，磁光開關(guān)速度快，耗能小，穩(wěn)定性好，并且可制作成塊狀、薄膜狀和光纖型三種類型，方便在各種設(shè)備上集成。
目前常用的磁光玻璃主要是順磁性Tb3+摻雜氧化物玻璃，該玻璃在可見光波段具有高透明、菲爾德常數(shù)大等優(yōu)點，在大型激光系統(tǒng)中已獲得應(yīng)用。但是由于該體系是順磁性磁光玻璃，因此菲爾德常數(shù)隨溫度的變化而變化，在高精度測試系統(tǒng)中需要增加溫度補償機制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外該材料的紅外截止邊在1.5微米左右，使其無法應(yīng)用于長波紅外波段。
相對于順磁玻璃，逆磁玻璃的菲爾德常數(shù)幾乎不受溫度影響，因此用其制備的器件可以忽略溫度的影響，制作的器件結(jié)構(gòu)簡單，體積小。尤其是基于硫系玻璃的逆磁性磁光材料，其透過波段可達遠紅外波段，在紅外磁光器件中具有不可替代的優(yōu)勢。但是現(xiàn)有的逆磁玻璃菲爾德常數(shù)較低，通常比順磁玻璃小1～2個數(shù)量級，限制了逆磁玻璃的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有的逆磁玻璃菲爾德常數(shù)較低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種逆磁性硫系磁旋光玻璃及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種逆磁性硫系磁旋光玻璃，其特殊之處在于：原料組成及摩爾質(zhì)量分數(shù)為：60-80％的GeS2、15-20％的In2S3和0-25％的PbI2。
原料組成及摩爾質(zhì)量分數(shù)為：60-68％的GeS2、15-17％的In2S3和15-25％的PbI2。
原料組成及摩爾質(zhì)量分數(shù)為：60％的GeS2、15％的In2S3和25％的PbI2。
本發(fā)明還提供一種逆磁性硫系磁旋光玻璃的制備方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：
1】按照以下摩爾質(zhì)量分數(shù)配比準(zhǔn)確稱量原料：60-80％的GeS2、15-20％的In2S3和0-25％的PbI2；
2】將原料放置于石英管中，抽真空后封口；
3】將封口后的石英管在900-1000℃的溫度下熔制12-24小時；
4】熔制完成后降溫至880℃，將石英管置于室溫的水中淬冷后轉(zhuǎn)移至退火爐中進行退火處理；
5】退火完成后，將石英管破開或者用氫氟酸腐蝕石英管得到逆磁性硫系磁旋光玻璃。
步驟1】中的原料質(zhì)量分數(shù)配比為：60-68％的GeS2、15-17％的In2S3和15-25％的PbI2。
步驟1】中的原料質(zhì)量分數(shù)配比為：60％的GeS2、15％的In2S3和25％的PbI2。
步驟3】中的熔制溫度為970℃，熔制時間為15小時。
步驟3】中的石英管是在搖擺爐中進行熔制。
步驟4】中是將淬冷后的石英管轉(zhuǎn)移至已升至退火溫度的退火爐中，保溫2小時，然后用12小時降至室溫。
本發(fā)明的優(yōu)點在于：
(1)本發(fā)明所提供的磁旋光玻璃菲爾德常數(shù)高達0.287min·G-1·cm-1@632.8nm，高于現(xiàn)有的逆磁玻璃，應(yīng)用廣泛。
(2)本發(fā)明所提供的磁旋光玻璃屬于逆磁性磁旋光玻璃，其菲爾德常數(shù)與溫度無關(guān)，因此用其制備的器件無需溫度補償系統(tǒng)，使得器件結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性更好。
(3)本發(fā)明的磁旋光玻璃透過曲線覆蓋可見、近紅外、中紅外以及遠紅外四個波段，尤其適用于中紅外及遠紅外波段的磁光器件中。
附圖說明
圖1為本發(fā)明磁旋光玻璃的透過光譜圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種新型逆磁性硫系磁旋光玻璃，其組分以摩爾百分比表示為60～80GeS2；15～20In2S3；0～25PbI2。根據(jù)配方精確稱量原料，置于石英管中，抽真空，封口。將封口的石英管放入搖擺爐中熔制，熔制溫度900～1000℃，時間12～24小時。熔制完成后降溫至880℃出爐、淬冷，并迅速轉(zhuǎn)移到已升至退火溫度的退火爐中退火。本發(fā)明的新型玻璃組分具有寬的透過窗口、優(yōu)秀的紅外透過能力、高的菲爾德常數(shù)，且屬于逆磁性磁光玻璃。相對于含Tb3+順磁性玻璃來說，其菲爾德常數(shù)溫度系數(shù)可以忽略，從而可消除溫度對系統(tǒng)的影響。參見圖1，本發(fā)明的磁旋光玻璃透過曲線覆蓋可見、近紅外、中紅外以及遠紅外四個波段，尤其適用于中紅外及遠紅外波段的磁光器件中。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
本發(fā)明逆磁性硫系磁旋光玻璃各實施例以摩爾百分比表示的具體組分及對應(yīng)的菲爾德常數(shù)V(min·G-1·cm-1)如下：
實施例1：
1)配方組成為80％GeS2，20％In2S3，0％PbI2。精確稱量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氫氧焰封口。
2)將石英管放入搖擺爐中熔制，熔制溫度900℃，時間18小時。
3)熔制好后降溫至880℃出爐、淬冷，并迅速轉(zhuǎn)移到已升至退火溫度的退火爐中退火。
實施例2：
1)配方組成為76％GeS2，19％In2S3，5％PbI2。精確稱量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氫氧焰封口。
2)將石英管放入搖擺爐中熔制，熔制溫度970℃，時間12小時。
3)熔制好后降溫至880℃出爐、淬冷，并迅速轉(zhuǎn)移到已升至退火溫度的退火爐中退火。
實施例3：
1)配方組成為72％GeS2，18％In2S3，10％PbI2。精確稱量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氫氧焰封口。
2)將石英管放入搖擺爐中熔制，熔制溫度970℃，時間15小時。
3)熔制好后降溫至880℃出爐、淬冷，并迅速轉(zhuǎn)移到已升至退火溫度的退火爐中退火。
實施例4：
1)配方組成為68％GeS2，17％In2S3，15％PbI2。精確稱量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氫氧焰封口。
2)將石英管放入搖擺爐中熔制，熔制溫度970℃，時間15小時。
3)熔制好后降溫至880℃出爐、淬冷，并迅速轉(zhuǎn)移到已升至退火溫度的退火爐中退火。
實施例5：
1)配方組成為64％GeS2，16％In2S3，20％PbI2。精確稱量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氫氧焰封口。
2)將石英管放入搖擺爐中熔制，熔制溫度1000℃，時間15小時。
3)熔制好后降溫至880℃出爐、淬冷，并迅速轉(zhuǎn)移到已升至退火溫度的退火爐中退火。
實施例6：
1)配方組成為60％GeS2，15％In2S3，25％PbI2。精確稱量原料，置于石英管中，用真空泵抽真空，用氫氧焰封口。
2)將石英管放入搖擺爐中熔制，熔制溫度1000℃，時間24小時。
3)熔制好后降溫至880℃出爐、淬冷，并迅速轉(zhuǎn)移到已升至退火溫度的退火爐中退火。
以上實施例僅是對本發(fā)明技術(shù)方案的舉例說明，不應(yīng)視為對本發(fā)明權(quán)利要求保護范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠從本發(fā)明的基本方案中毫無疑義推斷出，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。