光功能材料（optical function materials）指在外場（電、光、磁、熱、聲、力等）作用下，利用材料本身光學性質（如折射率或感應電極化）發生變化的原理，去實現對入射光信號的探測、調製以及能量或頻率轉換作用的光學材料的統稱。按照具體作用機理或套用目的之不同，尚可把光功能材料進一步區分為電光材料、磁光材料、彈光材料、聲光材料、熱光材料、非線性光學材料以及雷射材料等多種。
基本介紹
- 中文名：光功能材料
- 外文名：optical function materials
- 利用性質：材料本身光學性質
- 區分：電光材料、磁光材料、彈光材料等
電光材料,磁光材料,彈光材料,聲光材料,非線性光學材料,雷射材料,
電光材料
通常是指折射率在外界電場（直流或交變場）作用下發生感應雙折射式變化的材料；其作用原理一種是基於線性電光效應（泡克耳斯效應），另一種是基於二次電光效應（光學克爾效應）。線性電光效應的特點是感應折射率變化正比於外界電場強度的一次方，因而要求產生該效應的材料必須是不具對稱中心的各向異性晶體；克爾效應的特點是感應折射率變化正比於外加電場強度的二次方，產生該效應的材料可以是具有任意對稱性質的晶體或各向同性介質。常用的線性電光效應的材料是諸如磷酸二氫鉀(KDP)、磷酸二氫銨（ADP）、鈮酸鋰(LiNbO)碘酸鋰(LiIO)等不具有中心對稱性的晶體；常用的二次電光效應的材料是一些具有較大克爾常數的有機液體如硝基苯苯[kg2]CS等 上述兩類電光材料通常用來製成光開關元件或光調製元件，由外加電場加以控制。
磁光材料
指折射率在外加磁場作用下發生感應變化的一類光學材料；其作用原理是基於各種磁光效應，如法拉第磁致旋轉、磁致二向色性以及磁致雙折射效應等。磁光材料分為抗磁和順磁材料兩類。常用的抗磁材料為特高鉛玻璃、硫化砷玻璃等；順磁材料為含氧化鋱(TbO)玻璃以及氧化銪(EuO)、硒化銪(EuSe)晶體，此外還有鐵磁晶體如氟化鐵(FeF)釔鐵石榴石(YFeO)等。在雷射技術中，利用特高鉛玻璃類材料製成的法拉第旋轉器，既可起到一種快速光開關作用，又可起到一種反向光隔離器的作用，有較大的套用價值。
彈光材料
通常是指其折射率在外加力場作用下發生感應雙折射式變化的一類光學材料，其作用原理是基於彈性-光學效應，亦即在外界力場作用下,材料本身產生彈性力學應變，從而導致折射率的感應變化。常用的彈光材料是一些具有較大彈光係數的透明光學介質，如玻璃、晶體、塑膠等，它們多用在光測彈性力學研究中。
聲光材料
是指其析射率特性在聲波場作用下發生感應變化的一類透明光學介質。在聲波場作用下，材料內部的密度發生周期性起伏變化，從而引起折射率的周期性起伏變化，這使介質本身相當於一種相位光柵，從而可對定向入射光束產生衍射作用。對聲光材料的要求，是應具有較高的聲光作用的品質因數，以及較小的聲損耗與光損耗。常用的聲光材料有熔石英、高鉛玻璃以及鉬酸鉛(PbMoO)二氧化碲(TeO)和磷化鎵(GaP)晶體等。聲光材料通常製成聲光開關，用來對光進行調製；或者製成聲光偏轉器，用來對光速指向進行控制（見聲光作用）。
非線性光學材料
通常是指其本身的電極化強度特性在強光場作用下能發生感應非線性變化的一類光學介質。其作用原理、分類和用途可參見非線性光學和非線性光學材料。
雷射材料
通常是指在一定泵浦方式作用下，專門用來實現粒子數反轉並產生雷射發射或放大作用的光學介質（見雷射器）。
