《中紅外光學材料及套用技術》是2022年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 書名：中紅外光學材料及套用技術
- 作者：阮雙琛等
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2022年6月1日
- ISBN：9787030722898
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
中紅外波段光學材料與技術在國防、醫療等領域具有重要的套用價值。《中紅外光學材料及套用技術》以*為實用的工業技術以及*為前沿的科研成果為題材，系統總結了中紅外光源、材料及與之相關的各種套用技術。主要內容包括中紅外雷射傳輸光纖、紅外光學薄膜、波導、單晶與陶瓷、半導體發光材料、紅外視窗材料、金剛石膜與類金剛石膜紅外光學套用、2.0mm波段雷射器、3～5mm波段中紅外雷射器以及中紅外可飽和吸收體脈衝雷射器。《中紅外光學材料及套用技術》內容豐富、題材翔實、涵蓋面廣、分析透徹。
圖書目錄
“先進光電子科學與技術叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 中紅外技術簡介 1
1.1.1 中紅外波段的特性 1
1.1.2 中紅外技術的發展 5
1.2 中紅外光學材料 6
1.2.1 固體發光材料 6
1.2.2 光纖材料 8
1.2.3 視窗和薄膜材料 8
1.2.4 波導材料 9
1.2.5 陶瓷和金剛石膜 9
1.3 中紅外套用技術 10
1.3.1 中紅外氣體檢測技術 10
1.3.2 生物醫療技術 11
1.3.3 中紅外探測技術 12
1.3.4 中紅外雷射光源技術 12
參考文獻 14
第2章 中紅外雷射傳輸光纖 19
2.1 概述 19
2.2 光纖的種類 19
2.2.1 石英光纖 19
2.2.2 非石英光纖 24
2.3 光纖的製造 26
2.3.1 材料提純 26
2.3.2 光纖預製棒 27
2.3.3 光纖的拉制工藝 35
2.4 雷射在光纖中的傳輸 37
2.4.1 傳輸方程 37
2.4.2 非線性效應 38
2.4.3 色散效應 43
2.4.4 傳輸損耗 46
2.5 光纖的套用 48
2.5.1 光纖器件 48
2.5.2 光纖通信 54
2.5.3 光纖感測 55
2.5.4 超連續譜光源 56
參考文獻 57
第3章 紅外光學薄膜 61
3.1 薄膜光學與光學薄膜 61
3.1.1 薄膜光學概論 63
3.1.2 光學薄膜的功能 75
3.1.3 光學薄膜的製備 80
3.2 中紅外光學薄膜材料 85
3.2.1 氟化物 86
3.2.2 硫系材料 86
3.2.3 矽系材料 87
3.2.4 鍺系材料 88
3.2.5 其他材料 88
3.3 紅外薄膜材料的發展趨勢 90
3.3.1 中紅外雷射薄膜 90
3.3.2 硬質碳基膜 91
3.3.3 紅外隱身膜 92
參考文獻 93
第4章 波導 95
4.1 概述 95
4.2 波導製備及測試技術 96
4.2.1 光波導簡介 96
4.2.2 波導製備技術及工藝 99
4.2.3 波導測試技術 102
4.3 矽基波導 105
4.3.1 絕緣襯底上矽 106
4.3.2 藍寶石上矽 110
4.3.3 氮化矽上矽 112
4.3.4 鈮酸鋰上矽 114
4.4 鍺和矽鍺波導 116
4.4.1 矽上的鍺 116
4.4.2 絕緣襯底上鍺 118
4.4.3 氮化矽上鍺 120
4.4.4 矽鍺合金 121
4.5 其他波導材料 123
4.5.1 硫系玻璃 123
4.5.2 氮化矽和氮化鋁 126
4.5.3 砷化鎵 130
4.5.4 鈮酸鋰 132
4.5.5 鍺錫合金 133
4.6 中紅外波導的套用與發展趨勢 134
參考文獻 135
第5章 單晶與陶瓷 140
5.1 概述 140
5.1.1 透明與半透明 140
5.1.2 透明材料 140
5.1.3 陶瓷材料透明度表征 142
5.1.4 固態雷射簡史 145
5.2 單晶製備工藝及性能表征 147
5.2.1 單晶材料簡述 147
5.2.2 單晶體製備工藝及性能 148
5.3 透明陶瓷工藝過程及性能表征 154
5.3.1 透明陶瓷概述 154
5.3.2 透明陶瓷材料分類 156
5.3.3 透明陶瓷燒結技術 170
5.3.4 透明陶瓷工藝過程若干影響因素 176
5.4 結論及展望 192
參考文獻 192
第6章 半導體發光材料 213
6.1 概述 213
6.1.1 中紅外半導體發光材料和器件發展簡介 213
6.1.2 半導體材料的發光機理 215
6.2 銻化物 217
6.2.1 銻化銦 217
6.2.2 銻化鎵 221
6.2.3 砷化銦 224
6.2.4 銦砷銻 226
6.2.5 銦鎵砷銻 230
6.2.6 鋁鎵砷銻 234
6.2.7 銦鎵砷磷 235
6.2.8 銦砷磷銻 238
6.2.9 銦鎵砷 239
6.2.10 銦鋁鎵砷 240
6.3 鉛化物 241
6.3.1 硫化鉛 241
6.3.2 硒化鉛 243
6.4 其他新材料 246
6.4.1 矽烯 246
6.4.2 黑磷 248
6.5 中紅外半導體發光器件製備技術及套用 251
6.5.1 半導體發光器件製備技術 251
6.5.2 半導體發光材料和器件的套用 255
參考文獻 257
第7章 紅外視窗材料 269
7.1 紅外視窗材料概述 269
7.2 鍺和矽 270
7.3 藍寶石和多晶氧化鋁 275
7.4 硫化鋅和硒化鋅 283
7.5 氟化鎂和氟化鈣 287
7.6 尖晶石和氮氧化鋁 290
7.7 砷化鎵和磷化鎵 296
7.8 氧化釔和YAG晶體 298
7.9 紅外光學玻璃 303
7.9.1 氧化物玻璃 303
7.9.2 硫系玻璃 307
7.10 其他紅外視窗材料 311
參考文獻 312
第8章 金剛石膜與類金剛石膜紅外光學套用 321
8.1 金剛石膜的物理結構和性能 321
8.2 金剛石膜的製備 322
8.2.1 熱絲化學氣相沉積法 323
8.2.2 直流電弧電漿噴射化學氣相沉積製備 324
8.2.3 微波電漿化學氣相沉積製備 325
8.3 金剛石膜的表征 327
8.3.1 拉曼譜 327
8.3.2 X射線衍射 328
8.3.3 硬度測試 329
8.3.4 掃描電鏡 329
8.4 金剛石膜在光學、紅外光學領域的套用 330
8.5 金剛石膜打磨技術 334
8.6 納米和超納米金剛石膜 335
8.7 類金剛石膜的物理結構和特性 338
8.8 類金剛石膜的製備方法 339
8.8.1 射頻輝光放電電漿化學氣相沉積 340
8.8.2 磁控濺射製備法 340
8.8.3 磁控過濾陰極電弧沉積製備方法 341
8.8.4 脈衝雷射沉積類金剛石膜 342
8.9 類金剛石膜的成膜機理 343
8.10 類金剛石膜的黏附力和穩定性問題 346
8.11 類金剛石膜的表征 348
8.11.1 拉曼譜 348
8.11.2 X射線光電子譜 350
8.11.3 掃描電鏡和原子力顯微鏡 350
8.12 類金剛石膜的可見光、紅外光學領域的套用 351
8.12.1 紅外視窗探測器增透和保護膜套用 352
8.12.2 太陽能電池增透和保護膜套用 354
8.13 類金剛石膜紅外減反膜的抗摩擦和抗侵蝕性 356
參考文獻 357
第9章 2.0 μm波段雷射器 368
9.1 摻銩雷射器 370
9.1.1 銩離子能級結構及泵浦方式 370
9.1.2 摻銩固體雷射器 373
9.1.3 摻銩光纖雷射器 381
9.2 摻鈥雷射器 389
9.2.1 鈥離子能級結構及泵浦方式 389
9.2.2 摻鈥固體雷射器 390
9.2.3 摻鈥光纖雷射器 397
9.3 增益調製2.0 μm雷射器 407
9.3.1 增益調製雷射器基本原理 408
9.3.2 增益調製2.0 μm半導體雷射器 409
9.3.3 基於增益開關技術的2.0 μm半導體雷射器 412
9.3.4 增益調製的2.0 μm光纖雷射器 416
9.4 高功率2.0 μm波段雷射器 425
9.4.1 高功率2.0 μm波段雷射器概述 425
9.4.2 高功率連續波2.0 μm波段雷射器 427
9.4.3 高功率納秒脈衝2.0 μm波段雷射器 433
9.4.4 高功率皮秒脈衝2.0 μm波段雷射器 438
9.4.5 高功率飛秒脈衝2.0 μm波段雷射器 444
9.5 基於銩鈥雷射的波長擴展 450
9.5.1 銩雷射泵浦拉曼雷射器 451
9.5.2 銩雷射泵浦超連續譜光源 458
9.6 2.0 μm光纖超螢光光源 471
9.6.1 摻銩ASE光源 473
9.6.2 摻鈥超螢光光源 476
9.7 2.0 μm波段雷射器的套用 481
9.7.1 2.0 μm波段雷射在醫療方面的套用 482
9.7.2 2.0 μm波段雷射在工業方面的套用 488
9.7.3 2.0 μm波段雷射在其他方面的套用 490
參考文獻 492
第10章 3～5 μm波段中紅外雷射器 507
10.1 概述 507
10.1.1 中紅外雷射器發展簡史和現狀 507
10.1.2 中紅外雷射器的基本類別 509
10.1.3 中紅外雷射器的相關測量技術 511
10.2 連續中紅外雷射器 512
10.2.1 不同波長中紅外雷射的實現方法 512
10.2.2 中紅外雷射器的光譜管理技術 524
10.2.3 中紅外雷射器的功率提升技術 530
10.3 脈衝中紅外雷射器 541
10.3.1 微秒、納秒長脈衝中紅外雷射器 541
10.3.2 皮秒、飛秒超短脈衝中紅外雷射器 546
10.4 中紅外雷射器波長變換技術 555
10.4.1 中紅外泵浦轉換技術 555
10.4.2 非線性參量轉換技術 558
10.4.3 受激拉曼頻移技術 565
10.4.4 中紅外頻率梳技術 568
10.4.5 中紅外超連續譜技術 575
10.5 中紅外雷射器套用 577
10.5.1 工業、醫療等領域 577
10.5.2 前沿技術領域 579
參考文獻 581
第11章 中紅外可飽和吸收體脈衝雷射器 589
11.1 中紅外脈衝光纖雷射器概述 589
11.2 中紅外可飽和吸收體的種類與製備方法 590
11.2.1 一維材料可飽和吸收體 590
11.2.2 二維材料可飽和吸收體 593
11.2.3 其他可飽和吸收體 600
11.3 中紅外可飽和吸收體表征方法 602
11.3.1 材料常用表征方法 602
11.3.2 非線性光學特性表征 608
11.4 中紅外可飽和吸收體調Q技術 614
11.4.1 雷射脈衝的產生 614
11.4.2 可飽和吸收體調Q原理及特性分析 615
11.4.3 中紅外可飽和吸收體調Q雷射器 622
11.5 中紅外可飽和吸收鎖模技術 630
11.5.1 可飽和吸收體鎖模基本原理 631
11.5.2 中紅外可飽和吸收體鎖模雷射器 635
參考文獻 638
