紅外光學材料（第2版）

一本對紅外光學材料的光學、力學和熱學性質，紅外光學材料的各種製備工藝作了詳細論述的專業書籍

基本介紹

• 書名：紅外光學材料（第2版）
• 作者：余懷之
• ISBN：978-7-118-09967-6
• 出版時間：2015年2月
• 版次：2版1次

內容簡介

書名：紅外光學材料（第2版）

書號：978-7-118-09967-6

作者：余懷之

出版時間：2015年2月

譯者：

版次：2版1次

開本：16

裝幀：精裝

出版基金：國防科技圖書出版基金

頁數：439

字數：619

中圖分類：TN213

叢書名：

定價139.00

本書對紅外光學材料的光學、力學和熱學性質，紅外光學材料的各種製備工藝作了詳細的論述，對於視窗和整流罩套用的CVD 金剛石作了簡單的討論，最後對紅外光學視窗和整流罩使用中必不可少的增透膜和保護膜作了較詳細的論述。從而展現了目前紅外光學材料在尺寸和性能上所達到的水平。

編輯推薦

本書可作為從事紅外光學材料研製及紅外光電感測系統設計和使用的工程技術人員參考，也可作為大專院校相關專業學生的參考書。

目錄

第1章紅外光學材料基礎1

1.1引言1

1.2大氣視窗1

1.3黑體輻射——普朗克輻射定律5

1.4波動方程和光學常數7

1.5反射和折射10

1.6薄膜光學13

1.7折射指數和色散17

1.8在各向異性介質中光的傳播——雙折射20

1.9透明介質中光的散射26

1.10透明介質熱輻射的發射率30

1.11斷裂強度和斷裂韌性33

1.12斷裂強度的統計分析37

1.13抗熱衝擊品質因子39

1.13.1壓力誘導應力39

1.13.2熱誘導應力41

1.13.3品質因子43

1.14雷射視窗的光畸變44

參考文獻47

第2章紅外光學材料的光學性質49

2.1引言49

2.2反射49

2.3透過率和吸收係數及與溫度的關係51

2.3.1概述51

2.3.2紅外光學材料的透射波段54

2.3.3Ge和Si55

2.3.4GaAs和GaP60

2.3.5藍寶石和氧化鋁多晶67

2.3.6氧化物多晶光學陶瓷－MgAl2O4、MgO、Y2O3、石英和YAG72

2.3.7ZnS和ZnSe78

2.3.8CVD SiC和CVD Si3N486

2.3.9MgF2和CaF288

2.3.10硫系化合物玻璃92

2.4折射指數、色散和折射指數與溫度的關係94

2.4.1Ge和Si94

2.4.2GaAs和GaP96

2.4.3氧化物光學陶瓷96

2.4.4CVD ZnS和CVD ZnSe103

2.4.5β－SiC和α－Si3N4108

2.4.6MgF2和CaF2110

2.4.7硫系玻璃112

2.5散射114

2.6發射率118

2.7紅外光學材料的微波透射性質124

參考文獻129

第3章紅外光學材料的力學與熱學性質34

3.1引言134

3.2紅外光學材料力學和熱學性質134

3.2.1彈性模量E和泊松比ν134

3.2.2熱導率137

3.2.3熱膨脹係數146

3.3紅外光學材料的硬度及其影響因素154

3.3.1硬度測試155

3.3.2溫度對硬度的影響156

3.3.3晶粒尺寸的影響156

3.3.4壓力的影響160

3.3.5形成固溶體改善硬度160

3.3.6化學鍵對硬度的影響161

3.3.7硬度和材料其他參數的關係162

3.4紅外光學材料斷裂強度及其影響因素163

3.4.1常用的強度測試方法163

3.4.2陶瓷材料強度的影響因素165

3.5藍寶石單晶的高溫強度173

3.5.1溫度對藍寶石強度的影響173

3.5.2藍寶石高溫強度的改善176

3.6紅外光學材料的斷裂韌性179

3.7紅外光學材料抗熱衝擊品質因子182

3.8固體粒子對紅外光學元件表面的衝擊損傷184

3.9紅外光學元件表面的雨蝕189

3.10雷射視窗用光學材料192

參考文獻199

第4章紅外光學材料的製備方法和工藝203

4.1引言203

4.2熱壓工藝203

4.2.1熱壓的工藝原理204

4.2.2ZnS和ZnSe的熱壓206

4.2.3熱壓製備其他光學材料208

4.3燒結、熱壓燒結和熱等靜壓法210

4.3.1燒結、熱等靜壓製備ZnS211

4.3.2尖晶石（MgAl2O4）的製備213

4.3.3氮氧化鋁（AlON）晶體217

4.4納米和亞微米氧化物透明陶瓷的製備222

4.4.1透明Al2O3多晶陶瓷223

4.4.2Nd：YAG226

4.4.3納米MgO和Y2O3228

4.5熔體定向凝固法231

4.5.1定向凝固的熱流及溫度分布231

4.5.2熱交換法（HEM）233

4.5.3梯度凝固法（GSM）239

4.5.4垂直梯度凝固法（VGF）241

4.5.5泡生法（kyropoulos法）241

4.5.6水平法生長藍寶石243

4.6導模法244

4.6.1導模法生長原理245

4.6.2導模法工藝246

4.7直拉生長法（Czochralski 法)250

4.7.1熔體生長的基本原理250

4.7.2鍺和矽單晶生長257

4.7.3Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體GaAs和GaP261

參考文獻269

第5章化學氣相沉積製備紅外光學材料274

5.1引言274

5.2化學氣相沉積基礎275

5.2.1概述275

5.2.2溫度的影響277

5.2.3反應劑分子向襯底表面的傳輸280

5.2.4壓力的影響283

5.2.5反應劑氣體流動狀態285

5.3CVD ZnS和CVD ZnSe287

5.4CVD β-SiC304

5.5CVD GaP310

5.6CVD Si3N4313

參考文獻314

第6章金剛石光學材料319

6.1概述319

6.2CVD金剛石性質320

6.2.1CVD金剛石的光學性能323

6.2.2CVD金剛石的熱學性質329

6.2.3CVD金剛石的力學性質331

6.2.4金剛石的氧化和保護334

6.3CVD金剛石生長機理337

6.3.1表面激活337

6.3.2生長機制339

6.3.3缺陷的產生340

6.3.4原子H的輸送341

6.4CVD金剛石生長工藝343

6.4.1MWCVD金剛石合成343

6.4.2直流電弧放電電漿合成金剛石349

6.4.3燃燒火焰噴射合成金剛石354

6.5金剛石塗層356

6.5.1鍺上的金剛石塗層358

6.5.2ZnS上的金剛石膜359

6.6CVD金剛石表面加工363

6.6.1雷射束平滑技術363

6.6.2熱金屬研磨金剛石表面的熱化學拋光技術364

6.6.3電漿腐蝕拋光365

參考文獻366

第7章增透膜和保護膜371

7.1引言371

7.2紅外光學材料的寬頻增透膜371

7.3薄膜製備方法378

7.4表面凸起結構的減反射382

7.5光學元件表面保護390

7.6類金剛石碳（DLC）膜392

7.7GeC膜400

7.7.1GeC膜的製備400

7.7.2GeC膜的光學性質401

7.7.3GeC膜的力學性能404

7.8BP和GaP膜404

7.8.1BP膜的製備405

7.8.2BP膜的結構406

7.8.3BP膜的光學性質408

7.8.4BP膜的力學性質410

7.9雨蝕保護411

7.10沙蝕保護420

7.11其他硬質保護膜423

7.12透明導電膜429

7.12.1金屬格線濾波器429

7.12.2導電襯底和導電膜430

7.12.3導電格線設計434

參考文獻435