硫系光子器件成为国际光子学领域关注的热点之一。其中硫系玻璃光纤是目前唯一可实现中红外到远红外的超连续谱输出的光纤介质，目前实现利用飞秒激光泵浦硫系光纤可已获得>12μm SC谱输出。与此同时，利用飞秒激光也可制备各种硫系微纳光器件（如纳米光栅、光子晶体等），有必要深入研究飞秒激光与各类硫系玻璃相互作用和损伤机理。而以往研究报道基本集中在近红外波段飞秒激光辐照损伤As2Se3或As2S3玻璃。
      近日，我室谢敏研究生、研究人员戴世勋研究员（第一通信作者）和王荣平研究员（共同通信作者）在“Journal of Physical Chemistry C, 2018, 122, 1681-1687”发表了“Ge-Sb-Se硫系玻璃的结构、水峰吸收与飞秒激光损伤特性的关系”成果。实验首先制备了合化学计量比的系列Ge11.5SbxSe88.5-x（x=5,10,15,20,25,30，分别记为样品s1-s6）玻璃，测量并研究了玻璃的光吸收特性、网络致密性、结构特性及飞秒激光烧蚀特性进行研究，损伤实验中采用水峰吸收对应的2.86μm和非线性吸收4μm波长，脉宽150fs的飞秒激光来研究水峰吸收对样品损伤阈值的影响。测试不同功率激光强度下的损伤阈值功率，利用线性回归法确定了较为精确的激光阈值。样品s1、s4、s6在不同激光功率下，工作波长为4μm烧蚀坑形貌如图1所示。玻璃样品在不同激光波长下，损伤阈值与Sb含量的关系如图2所示。研究发现，随着Sb原子逐渐替代Se原子，该玻璃样品的光学带隙递减，硬度和平均键能均增加，而玻璃样品的消融阈值随着Sb含量的增加而减少，说明飞秒激光消融过程中多光子电离占主导地位，同时水峰吸收会略微增大玻璃的损伤阈值。

论文连接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.7b10894