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內容簡介

硫係玻璃硫係玻璃是一種新型的光子器件基質材料，它具有優良的中遠紅外透過性能、極高的摺射率（2.0~3.5）、極高的非綫性摺射率係數（n2=2~20×10-18m2/W，是石英的100~1000倍）、較小的雙光子吸收係數2超快非綫性響應（響應時間小於200fs），且玻璃組分調控、並可采用與矽基半導體(CMOS)製造相兼容的製備工藝（熱蒸發、磁控濺射等）。因此，基於硫係玻璃材料的單元或集成光子功能器件的研究和開發，成為目前國際上光子器件研究和開發的*活躍的前沿領域之一。本書從硫係玻璃結構、形成、光學等基本特性入手，介紹瞭硫係玻璃、光縴、薄膜的製備技術、全麵係統的介紹瞭近年來基於硫係玻璃材料各類光子器件的*新研究進展和應用成果。

目錄

序言
前言

第1章 硫係玻璃結構
1.1 玻璃結構基礎
1.1.1 結構學說
1.1.2 有序結構尺度
1.1.3 研究方法
1.2 玻璃結構理論
1.2.1 拓撲約束理論
1.2.2 中間相理論
1.3 玻璃中程序結構
1.3.1 均勻成核與結構相似性
1.3.2 GerSb-S玻璃結構
1.3.3 GeS2-Ga2S3玻璃結構
參考文獻

第2章 硫係玻璃體係與組成
2.1 硫係玻璃體係種類
2.2 硫係玻璃形成區
2.2.1 硫基玻璃形成區
2.2.2 硒基玻璃形成區
2.2.3 碲基玻璃形成區
2.3 商業化硫係玻璃組成及性能
參考文獻

第3章 硫係玻璃光學特性
3.1 綫性摺射率
3.2 紅外透過特性
3.3 光敏特性
3.3.1 光緻暗化與光緻漂白
3.3.2 光緻各嚮異性
3.3.3 光緻膨脹
3.3.4 光緻摻雜
3.4 三階非綫性光學特性
3.4.1 三階非綫性理論基礎及其測量
3.4.2 硫係玻璃三階非綫性與化學組分的相關性
3.4.3 硫係玻璃三階非綫性與入射光波長的相關性
3.4.4 硫係玻璃三階非綫性與入射光強度的相關性
3.4.5 硫係玻璃三階非綫性與後期處理的相關性
參考文獻

第4章 稀土摻雜硫係玻璃的中紅外光譜特性
4.1 稀土離子種類及中紅外能級躍遷機理
4.1.1 稀土元素的電子層構型
4.1.2 産生中紅外躍遷的稀土離子及能級躍遷
4.2 稀土離子在硫係玻璃結構中的局域場特性
4.2.1 多聲子弛豫
4.2.2 擴展X射綫吸收精細結構光譜
4.3 稀土摻雜的中紅外發光特性
4.3.1 摻Dy3+硫係玻璃中紅外發光
4.3.2 摻Pr3+硫係玻璃中紅外發光
4.3.3 摻Tm3+硫係玻璃中紅外發光
4.3.4 摻Er3+硫係玻璃中紅外發光
4.3.5 摻Ho3+硫係玻璃中紅外發光
4.4 存在的問題及展望
參考文獻

第5章 硫係玻璃製備
5.1 發展曆程
5.2 玻璃製備
5.2.1 原料提純
5.2.2 真空石英安瓿熔製
5.2.3 提純和熔煉一體化製備
5.2.4 開放式熔製技術
5.2.5 高能球磨法
5.3 精密模壓
5.3.1 技術特點
5.3.2 模壓鏡片及其應用效果
參考文獻

第6章 硫係玻璃陶瓷
6.1 玻璃陶瓷的發明
6.2 玻璃析晶
6.2.1 光散射理論
6.2.2 成核與晶粒生長
6.3 晶化改性
6.3.1 熱機械性能
6.3.2 二次諧波産生
6.3.3 活性離子發光
參考文獻

第7章 硫係玻璃紅外光學係統
7.1 紅外光學係統用光學材料
7.2 硫係玻璃紅外光學係統設計
7.2.1 硫係玻璃材料在紅外光學設計中的優點
7.2.2 紅外光學係統無熱化設計方法
7.3 硫係玻璃紅外光學係統的應用
7.3.1 長焦型長波紅外望遠鏡物鏡
7.3.2 基於硫係玻璃的模壓非球麵鏡片
7.3.3 用於無人機的紅外共心大視場環境監測鏡頭
7.3.4 模壓硫係玻璃鏡片在雙波段紅外成像鏡頭中的應用
7.3.5 模壓硫係玻璃鏡片在變焦紅外光學係統中的應用
參考文獻

第8章 硫係玻璃光縴及光縴光柵製備
8.1 硫係玻璃光縴製備
8.1.1 玻璃製備提純
8.1.2 光縴製備
8.2 低損耗硫係玻璃光縴
8.2.1 低損耗光縴
8.2.2 商業化硫係玻璃光縴
8.3 硫係玻璃微結構光縴製備
8.3.1 堆拉法
8.3.2 澆鑄法
8.3.3 鑽孔法
8.3.4 擠壓法
8.3.5 捲拉法
8.4 硫係光縴光柵
8.4.1 光縴光柵分類
8.4.2 硫係光縴光柵製備
參考文獻

第9章 硫係光縴紅外激光導能
9.1 發展曆程
9.2 紅外激光導能硫係光縴種類和性能
9.3 CO連續激光導能
9.4 CO2連續激光導能
9.5 自由電子激光等脈衝激光導能
9.6 存在的問題
參考文獻

第10章 硫係光縴紅外傳感
10.1 研究曆程
10.2 硫係玻璃光縴紅外傳感工作原理
10.3 硫係玻璃光縴紅外傳感應用
10.3.1 生物檢測
10.3.2 液體監測
10.3.3 氣體檢測
10.4 存在的問題
參考文獻

第11章 硫係玻璃光縴的中紅外超連續譜輸齣
11.1 發展曆程
11.2 硫係光縴非綫性效應産生機理
11.2.1 時域GNLSE及其數值解法
11.2.2 頻域GNLSE
11.2.3 SC譜産生中的色散和非綫性效應
11.2.4 SC譜産生的主要機理
11.3 傳統階躍型硫係光縴紅外SC譜輸齣
11.4 硫係拉錐光縴紅外SC譜輸齣
11.5 硫係微結構光縴紅外SC譜輸齣
11.6 新型硫係光縴結構設計及其SC譜仿真
11.7 存在的問題
參考文獻

第12章 硫係拉曼光縴激光器
12.1 發展曆程
12.2 受激拉曼散射機製和拉曼增益係數
12.3 硫係級聯拉曼光縴激光器
12.4 硫係微納光縴拉曼光縴激光器
12.5 硫係拉曼光縴激光器的理論研究
12.6 存在的問題
參考文獻

第13章 硫係薄膜及光波導製備技術
13.1 硫係薄膜的製備技術
13.2 硫係光波導製備技術
13.2.1 光刻和刻蝕技術
13.2.2 熱壓印技術
參考文獻

第14章 硫係集成光子器件
14.1 概述
14.2 硫係集成光傳感器
14.2.1 硫係光波導微流控傳感器
14.2.2 硫係中紅外氣體傳感器
14.3 硫係非綫性光子器件及其應用
14.3.1 高速全光信號處理
14.3.2 中紅外超連續譜光源
14.4 硫係全光存儲器
參考文獻

第15章 硫係微納光子器件
15.1 硫係微球腔
15.1.1 微球腔特徵參數
15.1.2 玻璃微球製備方法
15.1.3 微球腔耦閤
15.1.4 無源硫係微球腔
15.1.5 有源硫係微球腔
15.2 硫係光子晶體
15.2.1 硫係光子晶體製備方法
15.2.2 硫係光子晶體特性
參考文獻
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