8光学材料.ppt

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1、光学材料,发光材料,发光的类型,火焰发光,化学发光,物理发光,1、热发光,2、荧光,利用低压汞蒸气放电产生的紫外线激发涂在灯管内壁的荧光粉而发光,3、半导体发光,势能转化为动能,外电场使电子到达一个较高的能量状态，其中部分电子自发地从高能量状态向低能量状态运动，多余的能量则以光子的形式放出。不同物质放出的光子波长不同，因此发射的光颜色也不同,h,原子吸收入射光子(h=Eh-El)，从低能态(El)跃迁到高能态(Eh,4、激光,h,h,h,5、自然光,Temperature of corona Is a few million oC,Hydrogen plasma,Nuclear fusion,

2、Burning Sun,中国-夜明珠,印度-蛇眼石,叙利亚-孔雀暖玉,余辉效应,反光材料,古代铜镜,古代用黑曜石、金、银、水晶、铜、青铜经过研磨抛光制成镜子,普通玻璃镜,16世纪发明了圆筒法制造板玻璃，同时发明了用汞在玻璃上贴附锡箔的锡汞齐法，金属镜逐渐减少,1835年，德国化学家J.von莱比格发明化学镀银法，使玻璃镜的应用更加普及,特种化妆镜,要求：玻璃透光性好，反射面平整、致密,PC塑料+铝膜+钝化层（SiO2膜,传光材料,简介,什么是光纤,光纤（optical fiber)： 光导纤维或光学纤维的简称，材质以玻璃（glass）或有机玻璃（organic glass）为主的一种光导介质(

3、optical miedium,Part one：光纤材料,结构,光纤的结构,立体,横截面,纵截面,工作原理,反射 、折射、全反射,当n1n2时，随着入射角的不断增加，在入射角达到某一值时，折射角达到90，我们把此时的入射角称为临界角0 。当入射角大于临界角时，将发生全反射,n2,n1,n2,纤芯,包层,q0,n,q,f,常用的光纤材料,1.石英系列玻璃材料,2.多组分玻璃材料,3.聚合物包层纤维,4.聚合物光纤,5.液芯光纤,光纤材料分类,石英玻璃系,主要成分：SiO2 添加剂（控制折射率）： 能形成玻璃网的GeO2、P2O5、B2O3等 修饰网络的离子（Ga、In、Mg、Ca等）氧化物 中

4、间氧化物（TiO2、SnO2、Al2O3等） 少数采用氟之类的阴离子,优点 损耗低、频带宽、机械强度好、老化稳定性好、 量产价格低廉 缺点 耦合损耗、抗绕曲性能差、抗辐射不好,多组分玻璃材料,成分：碱法硅酸盐、钠钙硅酸盐、碱铅硅酸盐 优点：软化点低，加工性良好；折射率差低 缺点：成分多，生产麻烦，易引入杂质,聚合物包层纤维,成分：纯石英芯子+硅酮等聚合物 优点：纤芯与包层的间的折射率差较大，因此与光耦合容易，使用简便 缺点：热膨胀较大，且在温度特性方面存在问题,聚合物光纤,成分：纤芯有机玻璃（PMMA)或聚苯乙烯(PS) 包层含氟聚合物等 优点：可挠性好、质轻与光耦合效果好等 缺点：耐热性和耐

5、候性差，传输损耗较大,液芯光纤,成分：芯料无机盐溶液、有机吸湿液体 包层管含C、F的聚合物，聚四氟乙烯 共聚物，透明硅胶 优点：芯径大，数值孔径大，光谱传输范围大， 光谱传输效率高 缺点：长度和细度有限制，使用寿命比较短，使用范围比较窄等,用于通信，如：光缆 用于传感器，如：光纤陀螺 用于传输图像，如：内窥镜 其它用途，如用于传输能量,光纤材料的用途,光纤制造工艺,光纤制造基本过程,预制棒制造工艺,气相沉积法,管外法,管内法,管外气相沉积法（OVD,气相轴向沉积法（VAD,改进的管内化学气相沉 积法（MCVD,等离子体管内化学气相 沉积法（PCVD,多一个熔缩的过程,反应机理SiCl4+O2 SiO2+2Cl2GeCl4+O2GeO2+2Cl2,管外法,管内法,Part two：光学薄膜材料,增透、减反、红外截止等,单向透视薄膜,隔热膜