Введение
1 Обзор литературы 7
1.1 Особенности составов стекол для локальной лазерной кристаллизации 7
1.1.1. Система La2O3-B2O3-GeO2 как объект для лазерной кристаллизации 9
1.1.2 Система Li2O-B2O3-GeO2 как объект для лазерной кристаллизации 15
1.2 Формирование волноводных каналов и нелинейно-оптических кристаллических линий в стеклах 18
1.3 Влияние условий лазерного воздействия на характер получаемых структур 25
1.4 Описание процесса кристаллизации стекол под действием лазерного излучения 37
1.5 Возможности применения локального лазерного модифицирования стекла 42
Выводы из обзора литературы 45
2 Методическая часть 48
2.1 Обоснование выбора основных объектов и направлений исследований 48
2.2 Подготовка образцов 49
2.3 Использование лазера на парах меди КУЛОН-10Cu-M 52
2.4 Система подогрева образцов для работы с лазером на парах меди 54
2.5 Использование фемтосекундного лазера 54
2.6 Система подогрева образцов для работы с фемтосекундным лазером 58
2.7 Методы исследования
2.7.1 Дифференциально-термический анализ 60
2.7.2 Рентгенофазовый анализ 61
2.7.3 Оптическая спектроскопия 61
2.7.4 Оптическая микроскопия 62
2.7.5 Количественный микроанализ двулучепреломления 63
2.7.6 Спектроскопия комбинационного рассеяния света
2.7.7 Атомно-силовая микроскопия 65
2.7.8 ИК-спектроскопия 66
2.7.9 Спектроскопия ядерного магнитного резонанса
2.7.10 Измерение теплопроводности стекол 66
2.7.11 Измерение оптических потерь 67
2.7.12 Исследование спектрального состава излучения на выходе из волновода 69
2.7.13 Методика регистрации интерференционной картины для анализа модового состава излучения на выходе из волновода 71
2.7.14 Сканирующая электронная микроскопия 72
2.7.15 Количественная фазовая микроскопия 73
3 Результаты исследований и их анализ 74
3.1 Исследование структуры и состава однородных стекол систем Li2O-B2O3-GeO2 и La2O-B2O3-GeO2 (здесь ЯМР, РФА, ИК, КР) 74
3.2 Исследование кристаллизационных, теплофизических и оптических свойств исходных стекол систем Li2O-B2O3-GeO2 и La2O-B2O3-GeO2 80
3.3 Кристаллизация литиевоборогерманатного стекла термообработкой в печи 86
3.4 Лазерная кристаллизация стекол систем Li2O-B2O3-GeO2 и La2O-B2O3 GeO2 90
3.4.1 Модифицирование литиевоборогерманатных стекол изучением лазера на парах меди на длинах волн видимого диапазона 90
3.4.2 Модифицирование стекол излучением лазера на парах меди на суммарной частоте в ультрафиолетовой области 98
3.4.3 Кристаллизация стекол фемтосекундным лазером 104
3.4.3.1 Поиск условий образования кристаллической затравки... 104 3.4.3.2 Условия образования кристаллических каналов 113
3.4.3.2.1 Влияние мощности лазерного пучка 113
3.4.3.2.2 Влияние частоты следования импульсов 118
3.4.3.2.3 Влияние поляризации лазерного пучка 122
3.4.3.2.4 Влияние длительности лазерного импульса 127
3.4.3.2.5 Влияние скорости и направления перемещения лазерного пучка 128
3.4.3.2.6 Влияние глубины фокусировки 131
3.4.3.2.7 Влияние температуры дополнительного нагрева образцов 133
3.4.3.2.8 Режимы, позволяющие формировать высокооднородные кристаллические каналы 135
3.4.3.2.9 Влияние геометрии лазерного пучка 138
3.4.4 Рекомендации к качеству стекол для формирования кристаллических волноводов пучком фемтосекундного лазера 152
Выводы 155
Список использованных источников 158
