Вплив температури на дисперсію показника заломлення стекол AsXS1-X

Abstract

Досліджено дисперсію показника заломлення n(λ) стекол AsXS1−X в області концентрацій від X = 0,20 до X = 0,40 п’яти складів у температурному інтервалі від 80 до 370 К. Експериментальні результати n(λ) стекол AsXS1−X описано за допомогою одноосциляторної моделі Вемпле і Ді Доменіко. На основі експериментальних результатів розраховано атомні рефракції та коефіцієнт поляризованості стекол системи AsXS1−X, а також пояснено їх температурну поведінку та концентраційну залежність. Одержано, що основний вклад у температурну поведінку показника заломлення дає теплове розширення матеріалу.

Исследовано дисперсию показателя преломления n(λ) стекол AsXS1−X в области концентраций от X = 0,20 до X = 0,40 пяти составов в температурном интервале от 80 до 370 К. Экспериментальные результаты n(λ) стекол AsXS1−X описано с помощью одноосцилляторной модели Вемпле и Ди Доменико. На основе экспериментальных результатов рассчитаны атомные рефракции и коэффициент поляризуемости стекол системы AsXS1−X, а также объяснены их температурное поведение и концентрационная зависимость. Показано, что температурное поведение показателя преломления исследованных стекол в основном обусловлено тепловым расширением материала. Ключевые слова: стеклообразный, синтез, рефракция, показатель преломления, одноосцилляторная модель, энергия электронного осциллятора, дисперсионная энергия, коэффициент поляризуемости.

Purpose. The purpose of this research was to prepare AsXS1−X glasses and to study concentration and temperature dependences of their refractive index. Methods. The refractive index was measured by a prism method. Plane parallel slabs with thicknesses of ∼1 mm were cut from synthesized bulk samples. The sample prisms had refracting faces with areas of 5 × 10 mm and angles between them of ∼ 10° – 15°. The refracting angles of the prisms were determined on a LOMO G-1.5 goniometer. The temperature was measured with a copper-constantan thermocouple to within ±0.5 K. The error in the refractive index n over the entire observed spectral range was ±2 · 10–4. Results. The dispersion of the refractive index n(λ) of AsXS1−X glasses was studied in the concentration range from X = 0.20 to X = 0.40 of five samples in the temperature range from 80 to 370 K at wavelengths from 1.0 μm to 2.3 μm. It was found that the refractive index of the studied materials n at a fixed wavelength λ decreases with increasing temperature, dn/dT = −1, 2… − 10, 5 · 10−5 K−1 depending on the composition. Conclusions. The experimental results of n(λ) of AsXS1−X glasses were described in terms of the Wemple – DiDomenico single effective oscillator model. Based on the experimental results, atomic refractions and the polarizability coefficient of glasses of the AsXS1−X system were calculated, and their temperature behavior and concentration dependence were explained. It was concluded that thermal expansion coefficient makes the main contribution to the value of the temperature dependence of the refractive index. Keywords: glassy, synthesis, refraction, refractive index, single-oscillator model, energy of electronic oscillator, dispersion energy, polarizability coefficient.