《光学材料》PPT课件

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1、光学材料一、萤石的基本性质　　（一）矿物名称　　　　萤石（Fluorite）。　　（二）化学成分CaF2，含杂质较多，Ca常被Y和Ce等稀土元素替代，此外还含有少量的Fe2O3，SiO2和微量Cl，O3，He等。　　（三）晶系及结晶习性　　　　萤石为等轴晶系。单晶主要为立方体，少数为菱形十二面体、八面体。立方体晶面上常出现与棱平行的网格状条纹，集合体为粒状、晶簇状、条带状、块状等。　　（四）光学性质　　　　1．颜色　　　　　纯净的萤石为无色，但因含有较多Y、Ce、Ca等元素，造成萤石结构空位，产生色心

2、而致色，常见的颜色有浅绿色至深绿色，蓝、绿蓝、黄、酒黄、紫、紫罗兰色、灰、褐、玫瑰红、深红等受激吸收、自发辐射和受激辐射激光原理Nd:GlassNd:YAGNd:YVO4Nd:LSBNd:YLFRuby激光晶体激光炮激光炮原理发明了被誉为“中国牌晶体”的非线性光学晶体BBO、LBO。其中BBO晶体获1986年度中科院科技进步特等奖，LBO晶体获1990年度中科院发明壹等奖，1991年度国家发明壹等奖。BBO、LBO晶体还分别于1987、1989年获美国光电子产业界颁发的十大光电子产品奖。陈创天本人也先后获得1987年

3、度第3世界科学院化学奖，1990年激光集锦（LaserFocusWorld）杂志颁发的工业技术成就奖人工晶体陈创天偏硼酸钡BBO晶体人工晶体BBO晶片LBO四硼酸锂晶体适于用作声表面波器件和体波器件的温度补偿型基片材料，特别是甚高频和超高频器件。BTO钛酸钡晶体钛酸钡晶体光折变晶体在光的全息存储、光通讯、图象处理、激光器频率锁定、光学神经网络以及干涉仪方面有着很大的应用潜力。红外材料可怕的红外镜片拿一般家用电器的红外线遥控器对着相机镜头按下遥控器按键,同时从相机的LCD或EVF看是否可见明亮光点,如果遥控器上的红外灯

4、的光点明显可见那就是好消息了。《光频率的介质纤维表面波导》光纤之父高锟光纤材料以玻璃制造一条比头发还要纤幼的光纤，代替体积庞大的千百万条铜线，作为传送容量几近无限的信息传送管道。光纤材料20世纪60年代发现了激光，这是人们期待已久的信号载体。要实现光通讯，还必须有光元件、组件及信号加工技术和光信号的传输介质。1966年英国标准电信实验室(STL)的中国科学家高锟(K．C．Kao)发表论文，论证了把光纤的光学损耗降低到20dB／km以下的可能性（当时光纤的传输损耗约为1000dB／km），预测光纤通讯的未来，被誉为光纤

5、通讯的先驱。1970年，美国康宁玻璃公司拉制出世界第一根低损耗光纤，这是一根高二氧化硅玻璃光纤，长数百米，损耗低于20dB／km(降低为1966年光纤损耗的1/50)。十多年后，高二氧化硅玻璃光纤的损耗又降低了两个数量级，约为0.2dB／km，几乎达到了材料的本征光学损耗。然而，多组分玻璃光纤因其材料难以提纯，以及此类玻璃的均匀性差，而使光纤的最低损耗仍相当大，约为4dB／km。近20年，各种各样的光纤层出不穷，除了通信用多模、单模光纤外，近年来又出现各种结构不同高双折射偏振保持光纤、单偏振光纤，以及各种光纤传感器用

6、的功能光纤、塑料光纤等。光纤的最初应用是制作医用内窥镜，但其大量地应用仍在通信方面，现在已成为通讯的重要网络。许多国家建造了光纤通信系统，横跨大西洋、太平洋的海底光缆已投入使用，使全世界进入信息时代。图6-1为为光纤通讯过程示意图。图6-1光纤通讯过程示意图光纤通讯发展如此之快的原因是由于它具有一些优点，如传输损耗低，频带宽；小的尺寸和弯曲半径及重量轻等，使它在飞机、轮船、拥挤的城市地下管道的应用都具有优越性。由于是介电波导，可以避免许多问题，如辐射干涉等。因为光纤损耗恒定，所以可以很容易满足系统高参量传输的需要，特

7、别是对传送声、数据和图象信号。另外，光纤不只是作为通讯载体介质，还可以作为传感器材料，在各学科领域都得到应用。有人估计飞机上的测试设备及自动驾驶系统都可实现光控过程，以减轻重量、小型化，并使信息传递保密性更好，比电控更具优越性。6.1.1光纤构成及分类光纤是用高透明电介质材料制成的非常细(外径约为125~200μm)的低损耗导光纤维，它不仅具有束缚和传输从红外到可见光区域内的光的功能，而且也具有传感功能。一般通信用光纤的横截面的结构如图6-2所示。图6-2光纤横截面结构示意图（a）光纤（b）三层结构心线光纤本身由纤芯

8、和包层构成，见图6-2(a)，纤芯是由高透明固体材料(如高二氧化硅玻璃，多组分玻璃、塑料等)制成，纤芯的外面是包层，用折射率较低(相对于纤芯材料而言)的有损耗(每公里几百分贝)的石英玻璃、多组分玻璃或塑料制成。这样就构成了能导光的玻璃纤维—光纤，光纤的导光能力取决于纤芯和包层的性质。上述光纤是很脆的，还不能付诸实际应用。要使它具有实用性，还必须