2~5μm中红外固体激光在民用和军事领域具有广阔的应用前景。发展这类新型激光器的关键之一是研发在中红外波段能够实现高效发射、物化性能稳定、同时成本低廉的基体材料。本项目采用激光脉冲沉积方法制备出前期所需的ZnSe: Cr2 纳米粉,并获得1.8-2.8μm的宽带中红外发光,通过玻璃组分调节,获得与ZnSe: Cr2 纳米晶折射率最接近的组分As40S57Se3,将两种原料混合采用热压法制备出镶嵌ZnSe: Cr2 纳米晶硫系玻璃。中红外光谱结果表明其能够实现宽带中红外发光。 此外,我们开展了稀土掺杂硫系玻璃和光纤在2-5μm波段中红外发光的研究,为实现中红外增益光纤提供更多的研究经验和基础。主要研究结果为: (1)探索制备了一种新型Ga-Sb-S硫系玻璃。该玻璃在1-12 μm范围内具有好的透过率(>56%),有望成为具有竞争能力的热成像候选材料;玻璃的n2值为~12.4× 10−14 cm2/W (@ 1.55μm), 表明其在非线性光学方面具有潜在应用。稀土离子(例如Tm3 )掺杂玻璃具有强的中红外发射和高的量子效率,有望成为中红外光纤放大器和激光增益材料; (2)制备了一系列As修饰的Ga-Sb-S玻璃,获得热稳定性最佳的玻璃组成为Ga8Sb28As4S60。制备了一系列Dy3 离子掺杂Ga8Sb28As4S60玻璃,玻璃在2.9 μm和4.4 μm具有强的荧光发射,较高的量子效率和较大的发射截面使其成为极具潜力的中红外激光增益材料。拉制了Ga8Sb28As4S60:0.05wt%Dy3 / Ga8Sb27As5S60纤芯-包层结构光纤,光纤在2-6 μm的背景损耗< 2dB/m, 且光纤具有强的中红外发射; (3)制备了新型Ga2S3-Sb2S3-CsI硫卤玻璃。估算了该玻璃物化性能参数为Tg of 190 oC-245oC, d of 3.78-3.97 g/cm3, λS of 586-690 nm, λL of ~13.2-14.4 μm, Hv of 125-188 kg/mm2, 和 n0 (@10 μm) of~2.01-2.58;玻璃在1-12 μm范围内具有良好的透过率(>56%),较高的三阶非线性(1.7-8.7×10-14 cm2/W @ 1550 nm), 能够溶解大量的稀土离子(>2mol%)以及掺杂稀土离子具有强的中红外发射和高的量 2100433B