شیشه_کالکوژنید
روش‌های ساخت شیشه‌های کالکوژنایدی
شیشه‌های کالکوژناید حاوی آرسنیک و ژرمانیوم که دارای خاصیت نوری هستند از روش انجماد مذاب شیشه‌ساز تولید می‌شوند. مواد اولیه شیشه‌های کالکوژناید با ترکیب مورد نظر در کپسول‌های کوارتزی مهر و موم و تخلیه شده، ذوب می‌شوند. انجماد مذاب در دماها و زمان‌های گوناگون مانع از تبلور، ذوب و تغییر ترکیب می‌شود. مواد اولیه برای ترکیب کالکوژنایدهای شیشه‌ساز از طریق روش‌های مختلفی به عنوان مثال عناصر شیمیایی (روش سنتی)، تجزیه ترکیبات غیرآلی فرار (هیدرید، کلرید، یدید)، استفاده از مونو سولفید آرسنیک برای ترکیبات حاوی آرسنیک، و رسوب کالکوژنایدها از یک محلول به دست می‌آید. لایه‌های سولفید و سلنید آرسنیک و ژرمانیوم می‌توانند از تجزیه شیمیایی پلاسمایی هیدریدها و کلریدهای این عناصر حاصل شوند. مزیت این روش سرعت پایین‌تر وارد شدن ناخالصی در داخل شیشه به خاطر دمای پایین‌تر و زمان کوتاه‌تر ترکیب شدن و نیز امکان ترکیب شدن در طی فرایند سنتز شیشه و تولید پیش شکل برای فیبرهای نوری کشیده شده‌است. شیشه‌های تولید شده حاوی حداکثر ppm 0/1-0/3 فلزات واسطه و ناخالصی‌های سیلیکون است. کلراید گازی حاوی عناصر شیشه به همراه H2 در جریان آرگون در کوره با دمای ˚۸۰۰ گذرانده می‌شوند، سپس کپسول حاوی ذرات ژرمانیوم و سلنیوم رسوب یافته و مهر و موم شده در خلاء سنتز می‌شوند. اگرچه، ناخالصی‌های هیدروژن و اکسیژن در طیف عبوری نمونه موجود هستند. مقدار بالای هیدروژن (چند درصد اتمی) در شیشه‌های تولید شده برای ساخت شیشه‌های نوری مشکلی جدی به‌شمار می‌رود. در فرایند عملیات حرارتی شیشه، در مرحله ساخت فیبر، حباب‌های هیدروژن غیرقابل حذف تشکیل می‌شوند. هرچند این روش می‌تواند روش امیدوار کننده‌ای برای ساخت فیلم نازک از کالکوژنایدهای آرسنیک، آنتیموان و ژرمانیوم باشد. کالکوژنایدهای سولفور، سلنیوم، تلوریم و آرسنیک فراریت بالا و انرژی پیوندی As-As، کالکوژن-کالکوژن و کالکوژن-آرسنیک قابل توجهی دارند، به همین دلیل رسوب مواد شیمیایی فاز بخار از کالکوژناید آرسنیک مشابه رسوب مواد شیمیایی فاز بخار از دی‌اکسید سیلیکون خلوص بالا هنوز ممکن نبوده‌است. شیشه‌های مناسب برای ساخت فیبرهای نوری در محدوده مادون قرمز متوسط دارای طیف عبوری گسترده، نسبت به رطوبت و تبلور پایدار، مقاومت مکانیکی بالا، غیر سمی ویک محدوده گسترده دماهای عملیاتی هستند هیچ شیشه کالکوژنایدی حاوی تمامی ویژگی‌های ذکر شده به‌طور همزمان وجود ندارد شیشه‌های As-S، As-Se و سیستم As-Se-Te و نیز سیستم‌های As-Se-Te و Ge-As-Se با مقدار ژرمانیوم کم یک دمای نرم شوندگی نسبتاً کم (کم‌تر از ˚۱۸۵) دارند. شیشه‌های سیستم‌های Ge-S، Ge-Se, As-Se و شیشه‌های حاوی تلوریوم در فرایند کشیدن فیبر متبلور می‌شوند. شیشه‌های حاوی آرسنیک به خاطر حضور آرسنیک سمی هستند. شیشه‌های حاوی سولفور در محدوده طول موج ۷–۰٫۶ میکرومتر شفافیت محدودی دارند. فیبرهای نوری از شیشه‌های سلنید و سلنیوم-تلوراید برای عبور در محدوده ۱۲–۲ میکرومتر مناسب هستند. فیبرهای نوری ساخته شده از سیستم‌های شیشه‌ای Ge-Se, Ge-S، Ge-As-Se, Ge-As-S، Ge-As-Se-Te با مقدار ژرمانیوم بالا (۳۰–۱۵ درصد اتمی) برای عملیات در دمای ˚ ۲۰۰–۳۰۰ به صورت بالقوه‌ای مناسب هستند. شیشه‌های کالکوژناید Ga-La-S، Ge-Ga-La-S حاوی عناصر نادر خاکی به عنوان جزء اصلی یا آلاینده مثل یدوگالیوم که منجر به افزایش انحلال پذیری می‌شوند در ساخت لیزر فیبر نوری و تقویت کننده‌ها کاربرد دارند. برای استفاده از شیشه‌ها در فیبرهای نوری ویژگی‌های نوری، فیزیکی و شیمیایی مثل محدوده شفافیت، کمترین تلفات نوری، ضریب شکست و وابستگی طیفی آن، ضریب شکست غیر خطی، تمایل به تبلور، مشخصه‌های دمایی (دمای انتقال به شیشه Tg، دمای شروع تبلور Tc، دمای ماکزیمم پیک تبلور Tp، دمای ذوب Tl) دانسیته، ضریب انبساط حرارتی، ظرفیت گرمایی، هدایت حرارتی، مدول یانگ، ریزسختی و ویسکوزیته را بایستی دانست.