1、折射率和熱光系數(shù)是表征材料光學性質重要的參量。作為常用的紅外光學材料，鍺在透明區(qū)光學性質研究很成熟，但在吸收邊附近(1550nm附近，屬于近紅外區(qū))，它的折射率和熱光系數(shù)相關研究較少，論文仔細分析了鍺材料在吸收邊附近區(qū)域的光學吸收過程，指出本征吸收與激子吸收對吸收邊熱光效應存在較大的影響；利用吸收系數(shù)和折射率的內在聯(lián)系，建立鍺材料在吸收邊附近的熱光系數(shù)模型；并搭建實驗平臺實際測量了吸收邊附近區(qū)域鍺的熱光系數(shù)。
　　理論建模的具體思

2、路為：在吸收邊附近主要的吸收過程有本征吸收與激子吸收。本征吸收是由電子帶間躍遷引起的，包括帶間間接躍遷和帶間直接躍遷，建模時忽略帶間間接躍遷影響，只考慮躍遷概率較高的帶間直接躍遷，這一部分借助經典的諧振子模型來描述。其中，按照對熱光系數(shù)貢獻的大小，帶間直接躍遷又分為 E0直接躍遷和其余直接躍遷。用簡單的拋物線能帶結構來描述E0直接躍遷；其余直接躍遷對熱光系數(shù)的貢獻則用透明區(qū)的折射率模型來計算。鑒于所討論為吸收邊附近區(qū)域，論文重點討論激子

3、吸收對吸收邊附近熱光效應的影響，采用wannier激子模型描述。嘗試建立wannier模型中變量與溫度函數(shù)關系，即可推導出介電常數(shù)與溫度的關系，進而得到折射率—溫度關系。最后，將諧振子模型與 wannier激子模型結合，實現(xiàn)對吸收邊光學現(xiàn)象的描述。根據(jù)所建模型進行理論計算發(fā)現(xiàn)，吸收邊附近熱光效應出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，即隨溫度升高呈遞增趨勢的鍺的熱光系數(shù)曲線在吸收邊附近出現(xiàn)一個突變，即熱光系數(shù)由正值變?yōu)樨撝抵?，再趨于某一正值?br>　　論文搭

4、建了基于光纖傳感器的實驗平臺對鍺膜的熱光系數(shù)進行準確測量。利用蒸鍍工藝在光纖端面鍍上鍺膜作為傳感單元，利用高低溫實驗箱產生可調溫度場，實驗測量置于溫箱中的鍺膜反射率隨溫度的變化曲線，進而根據(jù)反射率—折射率關系得到折射率—溫度系數(shù)，即熱光系數(shù)。實驗結果表明：如理論模型所預測，在吸收邊附近，鍺的熱光系數(shù)隨溫度升高出現(xiàn)由正到負的變化。實驗結果與理論模型基本相符，但實驗結果中熱光系數(shù)的減小趨勢比理論預測要小。論文最后分析了理論模型與實驗結果存在