光热敏折变（Photo-thermal-refractive,PTR）玻璃因具有在紫外辐射及热处理条件下可实现折射率的调制而被用于体光栅。目前,市场上基于PTR玻璃制作光栅元件的主要问题是材料热处理后的折射率调制度普遍较低,较低的折射率调制度和衍射效率严重限制了PTR玻璃的应用前景。Ag⁰团簇诱导析出的NaF晶体直接影响其折射率调制度及衍射效率,而Ag⁰团簇的尺寸、数量主要由玻璃基质特性、紫外曝光和热处理等因素决定。本文选取Si-Na-Zn-Al体系作为PTR玻璃基质,Ce³⁺和Ag⁺分别作为光敏因子和热敏因子;通过优化配方、紫外曝光剂量与热处理条件,研究了硼掺和碱稀土光热敏折变玻璃中Ag⁰团簇的析出及其对玻璃的透过率和析晶等性能的影响。并通过对基于PTR玻璃制作的体Bragg光栅干涉条纹写入情况的表征,研究了体光栅中Na、F、Ag等元素的分布情况。利用透过光谱、吸收光谱、荧光光谱,TEM、SEM等检测手段,对不同配方的PTR玻璃中Ag⁰团簇的转变以及其诱导NaF晶体进行了研究。全文的主要研究内容如下:1.在传统PTR玻璃基础上掺杂4.5 mol%的B₂O₃,解决了PTR玻璃的熔制温度过高以及玻璃液粘度大、难浇注等问题;研究了B³⁺单掺PTR玻璃的物化特性以及光学特性,通过研究不同浓度的Ce³⁺、Ag⁺对硼掺PTR玻璃透过/吸收、色差等光学性能的影响,最终确定CeO₂、AgNO₃的掺杂比例为0.02 mol%、0.01 mol%较为合适;并利用正交设计的方法,分析了热定影工艺（成核温度T₁、成核时间t₁、析晶温度T₂和析晶时间t₂）对B³⁺单掺PTR玻璃中Ag⁰团簇成核生长的影响,实验表明B³⁺单掺PTR玻璃在UV曝光剂量为4 J/cm²@325 nm时,成核温度T₁=490℃、析晶温度T₂=590℃较为合适,可以获得尺寸合适的Ag⁰团簇,同时也证明了玻璃中析出的晶相为NaF。2.为了提高PTR玻璃的折射率调制差（Δn）,制备了La³⁺、Ba²⁺共掺PTR玻璃,并通过优化UV曝光剂量、热处理条件,研究了Ag⁰团簇在各个阶段的变化情况以及其对诱导NaF析晶的影响。研究表明,提高UV曝光剂量,Ag⁰团簇生长迅速,NaF晶体的析出效果将随之受到影响;而随着成核温度T₁的提高,积聚的[Ag⁰]₂、[Ag⁰]₃、[Ag⁰]₄团簇尺寸逐渐增大,致使其在400-600 nm处的发光带发生红移,荧光寿命也随之衰减;随着析晶热处理时间的延长,Ag⁰团簇诱导析出NaF晶体并包裹Ag⁰团簇,PTR玻璃的透过率增加且颜色趋于无色。在UV曝光剂量为4 J/cm²@315 nm,成核温度T₁为580℃、析晶温度T₂为650℃的条件下获得较为均匀的Ag⁰团簇及NaF晶体;并且可以通过控制UV曝光剂量和热处理参数调控Ag⁰团簇的结构、尺寸。3.为了直观的观测出光热敏折变玻璃及其体光栅的写入情况,研究了目前Si-Na-Al-Zn体系的PTR玻璃体光栅写入技术;为了更好的观测出体Bragg光栅干涉条纹的写入情况,对刻蚀后的体Bragg光栅做线扫描分析;实验表明,通过双光束干涉法写入,在PTR玻璃中的会形成干涉条纹,同时银团簇和NaF晶体均匀分布在间隔为3μm条纹上,为后续PTR中银团簇及NaF晶体的研究以及Bragg体光栅的制备工作提供理论指导。