近日，我室研究生谷铮湘（第一作者）和刘自军副研究员（通讯作者）在Optics Express期刊上发表了题为“Chalcogenide GRIN glasses with high refractive index and large refractive index difference for LWIR imagin”的论文(2023, Pages 37162-37173)。文章链接：https://doi.org/10.1364/OE.503750。

       在过去的几十年里，安全监控、医疗内窥镜、智能手机、微型相机和无人机等先进技术以惊人的速度发展，要求其成像系统具有更高的性能、更轻的重量和更小的镜头。因此，对体积更小、重量更轻、性能更佳的光学元件的需求越来越大，相应的 GRIN 材料和光学设计研究也受到了广泛关注。GRIN 透镜具有焦距短、数值孔径大的特点，能有效校正红外宽带波段的色差并减轻重量。目前，硫系玻璃正成为制备红外 GRIN 材料的首选。它们的折射率梯度变化可以通过成分梯度变化来实现，这无疑为制备 GRIN 材料提供了绝佳的机会。此外，与制备 Ge/Si 和 ZnSe/ZnS 等 GRIN 晶体相比，制备 GRIN ChGs 的成本更低，而且 ChGs 的折射率和色散特性可调范围更广。

       本文基于 Te 能有效提高折射率这一事实，制备了 Ge₂₀As₂₀Se_60-xTe_x 系列高折射率玻璃。采用双层热压扩散法制备了相应的 GRIN 玻璃（Δn = 0.277 @ 10.6 µm，nmin > 2.74）。利用拉曼间接表征技术分析了 GRIN 玻璃的扩散特性，并显示出平滑的折射率曲线分布。最后，利用光学软件 ZEMAX 对 GRIN 玻璃进行了光学设计，显示了其校正色差的能力和独特的色散特性。

Fig. 1. On the left is a schematic of a homogeneous Ge-As-Se₂₀Te₄₀ singlet. On the right is the transverse ray fan Plot with a scale of 100 μm. The upper right is a 1° field of view, and the lower right is a 0° field of view. The black, red, and blue curves refer to 8 μm, 10.6 μm, and 12 μm, respectively.

Fig. 2. On the left is a schematic of a GRIN Te₂₀-Te₄₀ singlet. On the right is the transverse ray fan Plot with a scale of 50 μm. The upper right is a 1° field of view, and the lower right is a 0° field of view. The black, red, and blue curves refer to 8 μm, 10.6 μm, and 12 μm, respectively.