红外硫系玻璃及其光子器件 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

戴世勋，林常规，沈祥 等 著

图书标签:

• 红外玻璃
• 硫系玻璃
• 光子器件
• 非晶材料
• 光学材料
• 红外光学
• 玻璃科学
• 材料科学
• 光电子学
• 薄膜技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030518224

版次：01

商品编码：12156598

包装：平装

开本：32开

出版时间：2017-03-01

页数：420

正文语种：中文

内容简介

硫系玻璃硫系玻璃是一种新型的光子器件基质材料，它具有优良的中远红外透过性能、极高的折射率（2.0~3.5）、极高的非线性折射率系数（n2=2~20×10-18m2/W，是石英的100~1000倍）、较小的双光子吸收系数2超快非线性响应（响应时间小于200fs），且玻璃组分调控、并可采用与硅基半导体(CMOS)制造相兼容的制备工艺（热蒸发、磁控溅射等）。因此，基于硫系玻璃材料的单元或集成光子功能器件的研究和开发，成为目前国际上光子器件研究和开发的*活跃的前沿领域之一。本书从硫系玻璃结构、形成、光学等基本特性入手，介绍了硫系玻璃、光纤、薄膜的制备技术、全面系统的介绍了近年来基于硫系玻璃材料各类光子器件的*新研究进展和应用成果。

目录

序言
前言

第1章 硫系玻璃结构
1.1 玻璃结构基础
1.1.1 结构学说
1.1.2 有序结构尺度
1.1.3 研究方法
1.2 玻璃结构理论
1.2.1 拓扑约束理论
1.2.2 中间相理论
1.3 玻璃中程序结构
1.3.1 均匀成核与结构相似性
1.3.2 GerSb-S玻璃结构
1.3.3 GeS2-Ga2S3玻璃结构
参考文献

第2章 硫系玻璃体系与组成
2.1 硫系玻璃体系种类
2.2 硫系玻璃形成区
2.2.1 硫基玻璃形成区
2.2.2 硒基玻璃形成区
2.2.3 碲基玻璃形成区
2.3 商业化硫系玻璃组成及性能
参考文献

第3章 硫系玻璃光学特性
3.1 线性折射率
3.2 红外透过特性
3.3 光敏特性
3.3.1 光致暗化与光致漂白
3.3.2 光致各向异性
3.3.3 光致膨胀
3.3.4 光致掺杂
3.4 三阶非线性光学特性
3.4.1 三阶非线性理论基础及其测量
3.4.2 硫系玻璃三阶非线性与化学组分的相关性
3.4.3 硫系玻璃三阶非线性与入射光波长的相关性
3.4.4 硫系玻璃三阶非线性与入射光强度的相关性
3.4.5 硫系玻璃三阶非线性与后期处理的相关性
参考文献

第4章 稀土掺杂硫系玻璃的中红外光谱特性
4.1 稀土离子种类及中红外能级跃迁机理
4.1.1 稀土元素的电子层构型
4.1.2 产生中红外跃迁的稀土离子及能级跃迁
4.2 稀土离子在硫系玻璃结构中的局域场特性
4.2.1 多声子弛豫
4.2.2 扩展X射线吸收精细结构光谱
4.3 稀土掺杂的中红外发光特性
4.3.1 掺Dy3+硫系玻璃中红外发光
4.3.2 掺Pr3+硫系玻璃中红外发光
4.3.3 掺Tm3+硫系玻璃中红外发光
4.3.4 掺Er3+硫系玻璃中红外发光
4.3.5 掺Ho3+硫系玻璃中红外发光
4.4 存在的问题及展望
参考文献

第5章 硫系玻璃制备
5.1 发展历程
5.2 玻璃制备
5.2.1 原料提纯
5.2.2 真空石英安瓿熔制
5.2.3 提纯和熔炼一体化制备
5.2.4 开放式熔制技术
5.2.5 高能球磨法
5.3 精密模压
5.3.1 技术特点
5.3.2 模压镜片及其应用效果
参考文献

第6章 硫系玻璃陶瓷
6.1 玻璃陶瓷的发明
6.2 玻璃析晶
6.2.1 光散射理论
6.2.2 成核与晶粒生长
6.3 晶化改性
6.3.1 热机械性能
6.3.2 二次谐波产生
6.3.3 活性离子发光
参考文献

第7章 硫系玻璃红外光学系统
7.1 红外光学系统用光学材料
7.2 硫系玻璃红外光学系统设计
7.2.1 硫系玻璃材料在红外光学设计中的优点
7.2.2 红外光学系统无热化设计方法
7.3 硫系玻璃红外光学系统的应用
7.3.1 长焦型长波红外望远镜物镜
7.3.2 基于硫系玻璃的模压非球面镜片
7.3.3 用于无人机的红外共心大视场环境监测镜头
7.3.4 模压硫系玻璃镜片在双波段红外成像镜头中的应用
7.3.5 模压硫系玻璃镜片在变焦红外光学系统中的应用
参考文献

第8章 硫系玻璃光纤及光纤光栅制备
8.1 硫系玻璃光纤制备
8.1.1 玻璃制备提纯
8.1.2 光纤制备
8.2 低损耗硫系玻璃光纤
8.2.1 低损耗光纤
8.2.2 商业化硫系玻璃光纤
8.3 硫系玻璃微结构光纤制备
8.3.1 堆拉法
8.3.2 浇铸法
8.3.3 钻孔法
8.3.4 挤压法
8.3.5 卷拉法
8.4 硫系光纤光栅
8.4.1 光纤光栅分类
8.4.2 硫系光纤光栅制备
参考文献

第9章 硫系光纤红外激光导能
9.1 发展历程
9.2 红外激光导能硫系光纤种类和性能
9.3 CO连续激光导能
9.4 CO2连续激光导能
9.5 自由电子激光等脉冲激光导能
9.6 存在的问题
参考文献

第10章 硫系光纤红外传感
10.1 研究历程
10.2 硫系玻璃光纤红外传感工作原理
10.3 硫系玻璃光纤红外传感应用
10.3.1 生物检测
10.3.2 液体监测
10.3.3 气体检测
10.4 存在的问题
参考文献

第11章 硫系玻璃光纤的中红外超连续谱输出
11.1 发展历程
11.2 硫系光纤非线性效应产生机理
11.2.1 时域GNLSE及其数值解法
11.2.2 频域GNLSE
11.2.3 SC谱产生中的色散和非线性效应
11.2.4 SC谱产生的主要机理
11.3 传统阶跃型硫系光纤红外SC谱输出
11.4 硫系拉锥光纤红外SC谱输出
11.5 硫系微结构光纤红外SC谱输出
11.6 新型硫系光纤结构设计及其SC谱仿真
11.7 存在的问题
参考文献

第12章 硫系拉曼光纤激光器
12.1 发展历程
12.2 受激拉曼散射机制和拉曼增益系数
12.3 硫系级联拉曼光纤激光器
12.4 硫系微纳光纤拉曼光纤激光器
12.5 硫系拉曼光纤激光器的理论研究
12.6 存在的问题
参考文献

第13章 硫系薄膜及光波导制备技术
13.1 硫系薄膜的制备技术
13.2 硫系光波导制备技术
13.2.1 光刻和刻蚀技术
13.2.2 热压印技术
参考文献

第14章 硫系集成光子器件
14.1 概述
14.2 硫系集成光传感器
14.2.1 硫系光波导微流控传感器
14.2.2 硫系中红外气体传感器
14.3 硫系非线性光子器件及其应用
14.3.1 高速全光信号处理
14.3.2 中红外超连续谱光源
14.4 硫系全光存储器
参考文献

第15章 硫系微纳光子器件
15.1 硫系微球腔
15.1.1 微球腔特征参数
15.1.2 玻璃微球制备方法
15.1.3 微球腔耦合
15.1.4 无源硫系微球腔
15.1.5 有源硫系微球腔
15.2 硫系光子晶体
15.2.1 硫系光子晶体制备方法
15.2.2 硫系光子晶体特性
参考文献

红外硫系玻璃及其光子器件：探索新材料与新应用 引言 人类文明的进步离不开对物质世界的深刻理解和对未知领域的不断探索。光学材料作为信息技术、能源转换、传感监测以及国防科技等众多前沿领域的核心基石，其发展水平直接影响着相关技术的突破与创新。在众多光学材料中，硫系玻璃以其独特的光学和物理化学性质，近年来受到了科学界和工业界的广泛关注。本书《红外硫系玻璃及其光子器件》正是一部聚焦于这一新兴材料领域，深入剖析其基础科学原理，并展望其在光子器件中的广阔应用前景的专著。 第一章：硫系玻璃的起源与发展 本章将回溯硫系玻璃的发现历程。从早期对硫、硒、碲等元素的初步认识，到玻璃态形成的理论解释，再到将这些元素引入玻璃体系的创新尝试，我们将详细梳理硫系玻璃从一个概念到一种实用材料的演变过程。本章还将介绍不同类型的硫系玻璃，例如以硫（S）、硒（Se）、碲（Te）为主，并掺杂其他元素（如As, Ge, Sb, Ga, In, P, Ge, Si等）形成的化合物玻璃，分析它们的化学组成对玻璃网络结构以及宏观性质的影响。通过对比分析，读者将对硫系玻璃家族的丰富性和多样性有一个初步的认识。 第二章：硫系玻璃的独特光学特性 硫系玻璃最引人注目的特性之一便是其在红外区域优异的光学透过性。本章将深入探讨硫系玻璃的这一核心优势，并从微观结构层面解释其产生的原因。我们将讨论硫系玻璃的折射率、色散特性、非线性光学效应等关键光学参数，并详细分析这些参数如何受到玻璃成分、制备工艺以及退火处理等因素的影响。特别地，我们将聚焦于硫系玻璃在近红外（NIR）、中红外（MIR）和远红外（FIR）波段的优异性能，以及它们相比于传统光学材料（如氟化物玻璃、石英玻璃）的显著优势。此外，本章还将介绍硫系玻璃在光谱吸收、反射等方面的表现，为理解其在光子器件中的应用奠定理论基础。 第三章：硫系玻璃的物理与化学性质 除了光学性能，硫系玻璃的物理和化学性质同样决定了其在实际应用中的可行性。本章将详细阐述硫系玻璃的机械强度、热稳定性、耐腐蚀性、加工性能等方面。我们将探讨不同硫系玻璃体系的玻璃化转变温度（Tg）、热膨胀系数（CTE）等关键热学参数，分析它们与材料加工、封装以及工作环境的适应性之间的关系。在化学性质方面，本章将介绍硫系玻璃的化学稳定性，例如其对水、酸、碱等常见介质的抵抗能力，以及在不同环境下的老化行为。这些基础性质的深入理解，对于设计、制造和使用基于硫系玻璃的光子器件至关重要。 第四章：硫系玻璃的制备与表征技术 高质量的硫系玻璃是高性能光子器件的基础。本章将全面介绍硫系玻璃的各种制备方法，包括传统的坩埚法、倾倒法，以及更先进的非平衡制备技术，如快速淬灭法、薄膜沉积法（如溅射、蒸发）等。我们将详细阐述每种制备方法的工艺流程、优缺点，以及它们如何影响玻璃的纯度、均匀性、光学性能和结构。在表征技术方面，本章将介绍用于分析硫系玻璃成分、结构、光学和物理性质的关键技术，例如X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman Spectroscopy）、红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等。通过这些先进的表征手段，我们可以深入了解硫系玻璃的微观世界，从而指导材料的优化设计和工艺改进。 第五章：基于硫系玻璃的红外探测器 红外探测器是硫系玻璃最重要的应用领域之一。本章将聚焦于硫系玻璃在红外探测器中的关键作用。我们将详细介绍基于硫系玻璃的各种类型红外探测器，包括： 硫系玻璃光纤红外探测器： 重点阐述硫系玻璃光纤在传感领域的应用，例如温度传感、气体传感、火焰探测等，分析光纤的结构设计、信号耦合和探测原理。 硫系玻璃阵列红外探测器： 讨论如何将硫系玻璃与其他半导体材料（如HgCdTe, InSb, InGaAs等）相结合，构建高性能的红外焦平面阵列。我们将分析硫系玻璃作为窗口材料、衬底材料或缓冲层在提高探测器性能方面的作用。 新型硫系玻璃红外探测器： 介绍近年来在硫系玻璃基红外探测器领域出现的新进展，例如利用硫系玻璃的非线性光学特性实现新型探测机理，或开发基于硫系玻璃的太赫兹探测器。 第六章：硫系玻璃在红外通信中的应用 红外通信技术在短距离、高带宽数据传输方面展现出巨大潜力。本章将深入探讨硫系玻璃在红外通信器件中的应用。 硫系玻璃光纤在红外通信中的优势： 分析硫系玻璃光纤相对于传统石英光纤在红外波段的低损耗特性，以及其在高数据速率、远距离传输方面的潜在应用。 硫系玻璃波导与集成光学器件： 介绍如何利用硫系玻璃制备集成光学波导，用于实现光信号的传输、调制、解调等功能。我们将讨论硫系玻璃非线性效应在光开关、光调制器、光梳等器件中的应用。 硫系玻璃在红外自由空间光通信中的角色： 探讨硫系玻璃在构建红外透镜、窗口、滤波器等光学元件方面的应用，以及它们如何提高自由空间光通信系统的性能和鲁棒性。 第七章：硫系玻璃在红外成像与显示中的应用 红外成像技术在夜视、安防、医疗诊断、工业检测等领域扮演着越来越重要的角色。本章将重点介绍硫系玻璃在红外成像与显示器件中的贡献。 硫系玻璃在红外镜头中的应用： 讨论硫系玻璃作为红外镜头材料的优势，例如其宽透射范围、高折射率和可调的色散特性，能够制造出高质量、紧凑型的红外镜头。 硫系玻璃在红外显示器中的潜力： 介绍基于硫系玻璃的红外发光材料（如量子点、纳米晶体）与光学波导的结合，以及它们在构建新型红外显示技术中的可能性。 硫系玻璃在红外光谱仪与传感器阵列中的作用： 分析硫系玻璃作为光谱仪窗口、滤波器基底以及传感器阵列封装材料的优势，如何提高其整体性能和可靠性。 第八章：硫系玻璃在其他新兴光子器件中的探索 除了上述主要应用领域，硫系玻璃在更广泛的光子学领域也展现出巨大的潜力。本章将介绍一些正在兴起和探索中的应用： 硫系玻璃在光存储领域的应用： 讨论基于硫系玻璃相变材料的光存储技术，以及其在高密度、快速读写方面的优势。 硫系玻璃在光计算与量子信息处理中的应用： 探索硫系玻璃材料在实现光子集成电路、量子光源、量子存储器等方面的可能性。 硫系玻璃在生物医学成像与传感中的应用： 介绍硫系玻璃在生物兼容性、生物标记以及其在内窥镜、显微镜等设备中的应用前景。 第九章：硫系玻璃光子器件的未来展望与挑战 本章将对硫系玻璃及其光子器件的未来发展进行展望。我们将总结当前技术面临的挑战，例如材料成本、大规模制备、长期稳定性以及与其他技术的集成问题。同时，我们将探讨未来可能的研究方向，包括新型硫系玻璃成分的设计、先进的制备和加工技术、器件性能的进一步提升以及跨学科的合作。本书将通过对这些挑战的深入分析和对未来趋势的预测，激励读者在硫系玻璃这一充满活力的领域进行进一步的研究和创新。 结论 《红外硫系玻璃及其光子器件》一书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，理解硫系玻璃的独特属性，以及它们如何驱动红外光学和光子器件领域的发展。通过对材料科学、物理学和工程学的交叉融合，本书将为科研人员、工程师以及相关领域的学生提供宝贵的参考和指导，共同推动硫系玻璃及其光子器件技术的进步，为解决当今社会面临的各种技术挑战贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在光学工程领域工作的工程师，近期我的团队正在探索开发新的红外光学元件，因此《红外硫系玻璃及其光子器件》这本书引起了我的极大关注。虽然我还没来得及深入阅读，但仅从目录和摘要来看，这本书似乎涵盖了从基础的玻璃制备工艺、材料性能表征，到各种先进的光子器件设计、制造和应用等多个维度。这对于我们工程师来说，无疑是一份非常宝贵的参考资料。我们特别希望能从中找到关于新型硫系玻璃在低损耗、高折射率等方面的最新进展，以及它们在红外探测器、红外成像系统、光纤通信等方面的具体应用案例和技术挑战。如果书中能提供一些实际的设计指南、仿真方法或者实验数据分析的范例，那将对我们项目的推进产生立竿见影的效果。期待这本书能够为我们提供解决当前技术难题的思路，并激发我们在材料选择和器件设计上的创新灵感，帮助我们早日攻克难关，推出性能更优越的红外产品。

评分☆☆☆☆☆

我是一名物理学专业的本科生，最近在为我的毕业设计搜集资料，无意中看到了《红外硫系玻璃及其光子器件》这本书。我对光学和材料物理都有浓厚的兴趣，特别是那些能够改变我们感知世界方式的新材料。书名中的“红外”和“硫系玻璃”对我来说是全新的概念，听起来充满了探索的魅力。我希望能在这本书中了解到，为什么玻璃这种我们日常生活中常见的材料，在添加到硫元素后，会展现出如此特别的红外特性，以及这些特性是如何被科学家们利用来制造出各种神奇的光子器件的。如果书中能用通俗易懂的语言解释一些基础的物理原理，并配以清晰的图示和实例，那就太棒了。我期待能在这本书的帮助下，初步建立起对红外硫系玻璃及其光子器件的基本认知，了解它们在科学研究和实际应用中的意义，这对我未来选择继续深造的方向也会有很大的启发作用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注科技前沿报道的普通读者，《红外硫系玻璃及其光子器件》这本书的书名就极具吸引力。虽然我并非专业人士，但“红外”这个词总让人联想到夜视、热成像等高科技应用，而“硫系玻璃”则带着一丝神秘感，让我好奇它到底是什么样的材料。我特别希望能从书中了解到，这些特殊的玻璃材料是如何被发明出来的，它们拥有哪些神奇的属性，能够让红外光透过，从而实现我们看不到的世界的“看见”。书中如果能以相对易懂的方式，介绍一些利用这些玻璃制造出来的光子器件，比如它们如何应用于医疗诊断、安防监控、天文学观测，或者甚至是我们日常生活中可能遇到的新产品，都会让我觉得非常有趣。我希望这本书能像一本科普读物，用生动的故事和形象的比喻，带领我走进这个全新的科技领域，让我感受到科学的魅力和人类智慧的结晶，并对未来的科技发展产生更深的期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名是《红外硫系玻璃及其光子器件》，但我目前对红外技术还不是特别了解，所以还没能细致地拜读。不过，仅仅从书名就能感受到这是一本内容深度和广度都相当可观的学术专著。我个人对材料科学领域一直抱有浓厚的兴趣，尤其是那些能够引领技术革新的前沿材料。红外硫系玻璃听起来就充满了神秘感，它似乎隐藏着许多不为人知的特性，等待着被科学家们发掘和利用。想象一下，这些玻璃材料如何在看不见的红外光谱中大显身手，为我们的生活带来怎样的变革？是更精准的探测技术，还是更高效的通信方式？这些都让我充满了好奇。这本书的出现，无疑为像我这样的初学者提供了一个系统了解这一新兴领域的绝佳机会。我期待着书中能有详实的理论基础介绍，清晰的实验数据展示，以及对未来应用前景的深入探讨。希望它能像一盏明灯，照亮我通往红外光子器件领域的道路，让我能更快地掌握这门核心技术，并从中获得启发，思考自己未来可能的贡献方向。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对光电材料充满热情的在读博士生，《红外硫系玻璃及其光子器件》这本书听起来就像是为我量身定做的。我的研究方向与红外光谱学和新型功能材料息息相关，而硫系玻璃因其独特的红外透过性和可调的光学特性，一直是我的重点关注对象。我非常期待这本书能深入剖析不同组分硫系玻璃的结构-性能关系，特别是它们如何影响材料的红外吸收、透过、非线性光学效应以及热稳定性等关键参数。此外，书中对于如何将这些玻璃材料巧妙地集成到各种光子器件中，例如微透镜阵列、光栅、波导以及各种传感器，如果有详细的设计原理、制造工艺和性能评估方法，那将对我现有的研究课题有极大的帮助。我希望能从这本书中学习到最新的研究成果和前沿的技术动态，并从中汲取灵感，为我的博士论文研究找到新的突破口，最终能够为红外光子器件领域的发展贡献自己的微薄之力。