Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.
Скачать (прямая ссылка):
UR-10.
128
Измерения е и tg 6 проводились при фиксированных Длинах волн 3-сантиметрового и 8- и 2-миллиметрового диапазонов с помощью известных резонансных методов. Использовались соответствующие диапазону цилиндрические объемные резонаторы, возбуждаемые волной типа #oi [4, 6], и открытый резонатор отражательного типа [8]. В последнем случае значения тангенса угла потерь определялись при двух положениях образца в резонаторе: на металлическом зеркале (tg бкз) и на очень малом удалении от него (tg бпн). Погрешность измерений не превышала 1% для е, 15% (при К = 3 см) и 30% (при Я = 8 и 2 мм) для tg S.
При просмотре под микроскопом в большинстве стекол, сваренных по режиму Б, были обнаружены темные включения неопределенной формы. В то же время все стекла, сваренные по режиму А, обладали достаточно высокой однородностью. На спектрах пропускания неоднородность стекол проявляется слабо.
В ходе исследования диэлектрических свойств обнаружилось, что темные включения не влияют также на е стекол, но изменяют их tg 6 (см. таблицу). Эти результаты качественно иллюстрируют
Т аблица
Значения диэлектрической проницаемости 8, тангенса угла диэлектрических потерь tg 6 и поляризации Р стекол системы As—Ge—Se
Состав, ат. % Режим варки стекла Р, см3/моль
А Б
As Ge Se е tg6.10* Е tg 6-10*
X — 3,14 см
5 15 80 7,15 2,1 7,16 3,2 108,8
5 20 75 7,30 1,8 7,28 2,6—3,4 111,0
10 15 75 7,48 1,9 7,49 2,4 113,6
10 20 70 7,61 1,6 7,61 2,3 115,5
10 25 65 — — 7,62 3,2 116,2
10 30 60 7,58 0,85 7,58 1,6 115.7
15 15 70 7,86 1,6 7,85 2,2—4,0; 28,0 119,3
15 20 65 7,93 1,3 7,93 5,4—21,0 120,7
15 25 60 7,70 1,1 7,69 2,3 117,3
15 30 55 7,90 0,9 7,90 3,2 119,5
17,5 15 67,5 — — 8,05 2,4 122,5
20 5 75 7,84 2,1 7,83 6,5—7,2 119,0
20 10 70 8,09 1,8 8,08 2,1; 9,6 122,5
20 12,5 67,5 8,19 1,7 8,20 11,0 124,1
20 15 65 8,26 1,6 8,25 2,1 125,3
9 Труды гои
129
Продолжение ч.аблицы
Состав, ат As | Ge Режим !аркп стекла
Se \ Б г, СМ3/ моль
Е tg б 10* 8 tg б 10*
20 17 63 8,20 1,4 8,20 8,7—9,1; 22; 6,4 124,8
20 20 60 7,92 1,3 7,93 8,6—9,2 120,4
20 22 58 7,86 1,2 7,86 14,3; 21,6 119,4
20 25 55 7,92 0,9 7,92 2,0; 3,9 120,0
20 30 50 8,28 0,8 8,30 2,7; 3,1 124,3
20 35 45 8,96 1,4 8,97 5,3; 5,9—7,4 132,8
25 15 60 8,27 1,7 8,26 2,8 125,3
25 20 55 7,98 1,5 7,96 2,0 120,5
25 30 45 8,69 1,0 8,70 1,1 129,0
30 5 65 8,92 1,9 8,88 1,9 134,7
30 10 60 8,73 1,7 8,69 1,9 132,1
30 15 55 8,12 1,8 8,08 3,4 122,5
30 20 50 8,19 1,1 8,19 2,7; 5,4 123,1
30 25 45 8,54 0,9 8,55 4,4 127,6
30 30 40 9,11 0,9 9,13 5,4—6,0 134,6
30 35 35 9,95 1,4 9,98 1,6 144,7
33,3 33,3 33,4 10,04 1,15 10,02 1,3 146,1
35 15 50 8,21 1,7 8,21 2,0 132,2
35 20 45 8,46 1,0 8,47 2,6 126,4
35 25 40 8,92 1,0 — — 131,7
35 30 35 9,61 1,0 9,62 1,0 140,5
40 5 55 — — 8,68 2,5 130,6
40 15 45 — — 8,41 2,1; 2,6—22,0 125,5
45 15 40 — — 8,67 3,9; 5,4—?,7 128,4
50 5 45 — 8,11 6,1—8,0 120,8
К - = 8,4 мм
35 35 30 — — 10,68 (3,7) 155,6
40 20 40 — — 8,77 (9,2) 129,8
40 32,5 27,5 — — 10,59 (2,3) 152,5
45 25 30 “ 9,90 (2,6) 144,4
130
связь между диэлектрическими потерями и однородностью стекла. Плохо сваренное стекло (по режиму Б) имеет большие диэлектрические потери, чем стекло того же состава, сваренное по режиму А. Следует упомянуть, что значения tg б для стекол с низкой однородностью весьма плохо воспроизводятся при измерениях. В связи с этим в дальнейшем в статье учитываются данные по tg S лишь однородных стекол, не содержащих включений. В то же время на
As
Рис. 1. Линии равной диэлектрической проницаемости стекол системы As—Ge—Se (значения е для двух соседних линий отличаются на 0,2)
диэлектрические свойства не влияют (показано на стекле состава As2Se3) ни частичная кристаллизация, ни частичное окисление, заметно изменяющее спектральные характеристики (добавки до
0,002% Asa03).
Значения диэлектрической проницаемости стекол системы As—Ge—Se лежат в пределах 6,3—10,7 и не зависят от частоты. Зависимость е стекол от состава имеет сложный характер (рис. 1). По общему виду кривые на рис. 1 подобны изолиниям для плотности и атомной концентрации [2, 7]. Поэтому интересно подробнее рассмотреть, как соотносятся между собой указанные кривые, учитывая, что имеется определенное соответствие между границами структурных областей и экстремальными точками на кривых свойств.
На рис. 2 приведены концентрационные зависимости ей Р стекол по изомышьяковым разрезам. Обращает на себя внимание пол-
9*
131
ная идентичность характера кривых (рис. 2, а и б) и в том числе одинаковое положение экстремумов по оси концентраций. Составы, отвечающие максимумам кривых на рис. 2, лежат вблизи пря-
т
130
120
но
по
30 W SO 60 70 80 90 Se,aT.%
Рис. 2. Влияние замещения селена германием при постоянном содержании мышьяка на: а — диэлектрическую проницаемость в; б — поляризацию Р стекол системы As—Ge—Se
мой // на рис. 1, проходящей между As3Se3 и GeSea, а составы, которые отвечают минимумам тех же кривых, расположены вблизи прямой III на рис. 1, соединяющей AsgSea и GeSea. Если по данным таблицы построить аналогичные зависимости для стекол по изо-
