《光學(xué)材料》PPT課件

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1、光學(xué)材料一、螢石的基本性質(zhì)　　（一）礦物名稱　　　　螢石（Fluorite）。　?。ǘ┗瘜W(xué)成分CaF2，含雜質(zhì)較多，Ca常被Y和Ce等稀土元素替代，此外還含有少量的Fe2O3，SiO2和微量Cl，O3，He等。　　（三）晶系及結(jié)晶習性　　　　螢石為等軸晶系。單晶主要為立方體，少數(shù)為菱形十二面體、八面體。立方體晶面上常出現(xiàn)與棱平行的網(wǎng)格狀條紋，集合體為粒狀、晶簇狀、條帶狀、塊狀等。　　（四）光學(xué)性質(zhì)　　　　1．顏色　　　　　純凈的螢石為無色，但因含有較多Y、Ce、Ca等元素，造成螢石結(jié)構(gòu)空位，產(chǎn)生色心

2、而致色，常見的顏色有淺綠色至深綠色，藍、綠藍、黃、酒黃、紫、紫羅蘭色、灰、褐、玫瑰紅、深紅等受激吸收、自發(fā)輻射和受激輻射激光原理Nd:GlassNd:YAGNd:YVO4Nd:LSBNd:YLFRuby激光晶體激光炮激光炮原理發(fā)明了被譽為“中國牌晶體”的非線性光學(xué)晶體BBO、LBO。其中BBO晶體獲1986年度中科院科技進步特等獎，LBO晶體獲1990年度中科院發(fā)明壹等獎，1991年度國家發(fā)明壹等獎。BBO、LBO晶體還分別于1987、1989年獲美國光電子產(chǎn)業(yè)界頒發(fā)的十大光電子產(chǎn)品獎。陳創(chuàng)天本人也先后獲得1987年

3、度第3世界科學(xué)院化學(xué)獎，1990年激光集錦（LaserFocusWorld）雜志頒發(fā)的工業(yè)技術(shù)成就獎人工晶體陳創(chuàng)天偏硼酸鋇BBO晶體人工晶體BBO晶片LBO四硼酸鋰晶體適于用作聲表面波器件和體波器件的溫度補償型基片材料，特別是甚高頻和超高頻器件。BTO鈦酸鋇晶體鈦酸鋇晶體光折變晶體在光的全息存儲、光通訊、圖象處理、激光器頻率鎖定、光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及干涉儀方面有著很大的應(yīng)用潛力。紅外材料可怕的紅外鏡片拿一般家用電器的紅外線遙控器對著相機鏡頭按下遙控器按鍵,同時從相機的LCD或EVF看是否可見明亮光點,如果遙控器上的紅外燈

4、的光點明顯可見那就是好消息了?！豆忸l率的介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》光纖之父高錕光纖材料以玻璃制造一條比頭發(fā)還要纖幼的光纖，代替體積龐大的千百萬條銅線，作為傳送容量幾近無限的信息傳送管道。光纖材料20世紀60年代發(fā)現(xiàn)了激光，這是人們期待已久的信號載體。要實現(xiàn)光通訊，還必須有光元件、組件及信號加工技術(shù)和光信號的傳輸介質(zhì)。1966年英國標準電信實驗室(STL)的中國科學(xué)家高錕(K．C．Kao)發(fā)表論文，論證了把光纖的光學(xué)損耗降低到20dB／km以下的可能性（當時光纖的傳輸損耗約為1000dB／km），預(yù)測光纖通訊的未來，被譽為光纖

5、通訊的先驅(qū)。1970年，美國康寧玻璃公司拉制出世界第一根低損耗光纖，這是一根高二氧化硅玻璃光纖，長數(shù)百米，損耗低于20dB／km(降低為1966年光纖損耗的1/50)。十多年后，高二氧化硅玻璃光纖的損耗又降低了兩個數(shù)量級，約為0.2dB／km，幾乎達到了材料的本征光學(xué)損耗。然而，多組分玻璃光纖因其材料難以提純，以及此類玻璃的均勻性差，而使光纖的最低損耗仍相當大，約為4dB／km。近20年，各種各樣的光纖層出不窮，除了通信用多模、單模光纖外，近年來又出現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)不同高雙折射偏振保持光纖、單偏振光纖，以及各種光纖傳感器用

6、的功能光纖、塑料光纖等。光纖的最初應(yīng)用是制作醫(yī)用內(nèi)窺鏡，但其大量地應(yīng)用仍在通信方面，現(xiàn)在已成為通訊的重要網(wǎng)絡(luò)。許多國家建造了光纖通信系統(tǒng)，橫跨大西洋、太平洋的海底光纜已投入使用，使全世界進入信息時代。圖6-1為為光纖通訊過程示意圖。圖6-1光纖通訊過程示意圖光纖通訊發(fā)展如此之快的原因是由于它具有一些優(yōu)點，如傳輸損耗低，頻帶寬；小的尺寸和彎曲半徑及重量輕等，使它在飛機、輪船、擁擠的城市地下管道的應(yīng)用都具有優(yōu)越性。由于是介電波導(dǎo)，可以避免許多問題，如輻射干涉等。因為光纖損耗恒定，所以可以很容易滿足系統(tǒng)高參量傳輸?shù)男枰?/p>

7、別是對傳送聲、數(shù)據(jù)和圖象信號。另外，光纖不只是作為通訊載體介質(zhì)，還可以作為傳感器材料，在各學(xué)科領(lǐng)域都得到應(yīng)用。有人估計飛機上的測試設(shè)備及自動駕駛系統(tǒng)都可實現(xiàn)光控過程，以減輕重量、小型化，并使信息傳遞保密性更好，比電控更具優(yōu)越性。6.1.1光纖構(gòu)成及分類光纖是用高透明電介質(zhì)材料制成的非常細(外徑約為125~200μm)的低損耗導(dǎo)光纖維，它不僅具有束縛和傳輸從紅外到可見光區(qū)域內(nèi)的光的功能，而且也具有傳感功能。一般通信用光纖的橫截面的結(jié)構(gòu)如圖6-2所示。圖6-2光纖橫截面結(jié)構(gòu)示意圖（a）光纖（b）三層結(jié)構(gòu)心線光纖本身由纖芯

8、和包層構(gòu)成，見圖6-2(a)，纖芯是由高透明固體材料(如高二氧化硅玻璃，多組分玻璃、塑料等)制成，纖芯的外面是包層，用折射率較低(相對于纖芯材料而言)的有損耗(每公里幾百分貝)的石英玻璃、多組分玻璃或塑料制成。這樣就構(gòu)成了能導(dǎo)光的玻璃纖維—光纖，光纖的導(dǎo)光能力取決于纖芯和包層的性質(zhì)。上述光纖是很脆的，還不能付諸實際應(yīng)用。要使它具有實用性，還必須