【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室胡麗麗研究員團(tuán)隊(duì)在分子動力學(xué)模擬光致熱折變玻璃結(jié)構(gòu)/性質(zhì)方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Development of bromine-related potentials for molecular dynamics simulations of the oxyhalide photo-thermo-refractive glass”為題發(fā)表于《國際陶瓷》(Ceramics International)。
 

　　光致熱折變(PTR)玻璃經(jīng)過紫外輻照和熱處理后其折射率會發(fā)生改變，因此被廣泛應(yīng)用于各類光學(xué)器件中。然而，由于其組成多、工藝復(fù)雜，對這類玻璃材料的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系研究往往受到微觀尺度的限制。而分子動力學(xué)模擬在揭示玻璃性質(zhì)的結(jié)構(gòu)起源方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
 

　　圖1 模擬熱處理前(a)(c)、熱處理后(b)(d)的PTR玻璃結(jié)構(gòu)和元素分布,圖中青色、紫色、黃色、粉色分別代表氟、溴、硅、鋁元素。
 

　　在本項(xiàng)工作中，研究人員開發(fā)了能描述PTR玻璃中溴元素的分子動力學(xué)勢函數(shù)，根據(jù)模擬結(jié)果解析了PTR玻璃的結(jié)構(gòu)信息。此外，還模擬了熱處理時(shí)PTR玻璃中富氟-溴區(qū)域的生長過程,研究發(fā)現(xiàn)溴更傾向于停留在氟團(tuán)簇周圍并在富氟相和富氧玻璃基體之間形成相界；而鈉離子在氟-溴富集區(qū)的存在會增加這些區(qū)域的聚集趨勢，從而導(dǎo)致氟-溴團(tuán)簇尺寸的增大，促進(jìn)了玻璃折射率改變。該研究工作揭示了PTR玻璃的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變過程，有助于從根本上理解材料的性質(zhì)機(jī)理，為PTR玻璃的研發(fā)提供參考；同時(shí)也為相關(guān)的研究提供了一種新的模擬方法。
 

　　圖2 模擬PTR玻璃熱處理時(shí)氟-溴團(tuán)簇的融合過程，其中青色，紫色，黃色，藍(lán)色，紅色分別代表氟、溴、硅、鈉、氧元素。