光学材料与元件制造

作　者： 叶辉 着

出版时间： 2014

内容简介

　　《光学材料与元件制造》由叶辉和侯昌伦着，具有以下特点。 一、将光学材料与光学元件加工两部分内容结合在一起。目前已出版的类似教材都是侧重材料或元件加工，很少能兼顾两者。本书将光学材料性能与相应材料的加工方法一一对应，使学生从材料基本物理出发，通过对材料性能与应用的学习，结合对元件加工工艺的了解，达到对于各知识点深刻理解的目的。 二、本书的论述是按照：“基本材料物理——材料关键光电性能——典型材料介绍——材料在器件方面的应用实例——材料加工工艺”的次序进行展开。如涉及光学非线性材料时，从光学非线性原理开始，依次论述晶体的光学非线性 性能、光学非线性晶体、光学非线性在集成光子器件上的应用等内容。 三、内容中既包括了经典的光学材料与传统元件加工方法，也引用了近十年来在材料及加工方面的新成果和新进展，如光集成、光互连材料与器件，新型光电有机分子，微纳结构新材料，磁流变抛光技术，微光学加工技术等。同时，对传统的光学材料和基本加工工艺内容进行了精简，使之更具针对性。

目录

第1章 光学玻璃的物理化学基础

1.1玻璃结构

1.1.1玻璃的结构学说

1.1.2氧化物玻璃的结构

1.1.3非氧化物玻璃的结构

1.2光学玻璃的命名与化学成分

1.2.1光学玻璃的折射率与阿贝数

1.2.2光学玻璃的品牌及其组分

第2章 光学玻璃的物理化学性质

2.1光学玻璃的折射率与色散

2.1.1色散理论

2.1.2折射率、色散与玻璃成分的关系

2.1.3外场作用下玻璃光学常数的变化

2.2光学玻璃的吸收与散射

2.2.1玻璃的紫外吸收

2.2.2玻璃的红外吸收

2.2.3玻璃的可见吸收

2.2.4玻璃的非线性吸收

2.2.5光学玻璃的光散射

第3章 光学玻璃系统

3.1紫外光学玻璃

3.1.1i线紫外玻璃

3.1.2光学石英

3.1.3氟化钙晶体

3.2红外光学玻璃

3.2.1硅酸盐红外光学玻璃

3.2.2非硅酸盐红外光学玻璃

3.2.3非氧化物红外光学玻璃

3.3激光玻璃

3.3.1激光器对于激光玻璃的要求

3.3.2稀土元素原子的电子层结构和光谱性质

3.3.3Nd3+掺杂的激光玻璃

3.3.4激光玻璃的光谱性质

第4章 光学晶体的结构

4.1晶体结构

4.1.1点阵与单胞

4.1.2晶系和布拉维点阵

4.1.3晶向与晶面

4.1.4对称操作要素

4.1.5点群

4.1.6倒易点阵

4.1.7一些典型的晶体结构

4.2张量的基本知识

4.2.1标量、矢量与二阶张量

4.2.2坐标系的变换

4.2.3对称张量的性质

第5章 介电光学晶体

5.1晶体的力学性能

5.1.1应力张量

5.1.2应变张量

5.1.3晶体的弹性与四阶张量

5.2介电晶体的电学性能

5.2.1电极化率、介电常数张量与逆介电常数张量

5.2.2压电效应与三阶张量

5.2.3热释电效应与一阶张量

5.2.4铁电效应与铁电晶体

5.3晶体的非线性光学性能

5.3.1晶体的光学非线性极化率

5.3.2位相匹配

5.3.3非线性光学材料

5.4晶体的电光效应与弹光效应

5.4.1线性电光效应

5.4.2二次电光效应

5.4.3电光晶体材料

5.4.4晶体的弹光效应

第6章 半导体光学晶体

6.1半导体物理基础

6.1.1能带理论

6.1.2半导体中载流子的分布

6.1.3PN结

6.1.4半导体的光电性能

6.2Ⅳ族半导体光电材料

6.2.1Ⅳ族半导体材料的基本物理参数

6.2.2Si，Ge材料的光子学应用

6.3Ⅲ～V族半导体光学材料

6.3.1Ⅲ～V族半导体材料的基本物理参数

6.3.2非氮化物Ⅲ～V族半导体材料的光电应用

6.3.3氮化物Ⅲ～V族半导体材料的光电应用

6.4Ⅱ～Ⅵ族半导体光学材料

6.4.1Ⅱ～Ⅵ族半导体材料的基本物理参数

6.4.2ZnO半导体材料的光电应用

第7章 有机光电材料

7.1有机材料物理基础

7.1.1有机材料的分子结构

7.1.2有机材料的电子特性

7.1.3有机材料的光学特性

7.2光学塑料

7.2.1光学塑料的性能

7.2.2典型光学塑料

7.3有机发光材料

7.3.1电致发光器件结构与原理

7.3.2载流子注入与传输材料

7.3.3荧光发光材料

7.3.4磷光发光材料

7.4有机光伏材料

7.4.1有机光伏器件相关物理特性

7.4.2共轭聚合物：富勒烯体系光伏器件

7.4.3共轭聚合物：共轭聚合物体系光伏器件

7.5有机光学非线性材料

7.5.1有机非线性材料相关物理特性

7.5.2二阶有机光学非线性材料

7.5.3三阶有机光学非线性材料

第8章 光学零件基本加工工艺

8.1光学零件的加工技术条件及工艺系统

8.1.1光学零件图

8.1.2对光学玻璃的要求

8.1.3对光学零件的要求

8.1.4光学零件的设计工艺性

8.2光学零件毛坯及粗磨成型

8.2.1光学零件毛坯的成型

8.2.2研磨的机理

8.2.3磨料和磨具

8.2.4散粒磨料粗磨工艺

8.2.5固着磨料铣磨工艺

8.3光学零件精磨工艺

8.3.1散粒磨料精磨工艺

8.3.2球面高速精磨工艺

8.4光学零件抛光工艺

8.4.1抛光机理

8.4.2抛光模材料及抛光粉

8.4.3准球心法高速抛光

8.4.4光圈识别与样板检测

8.5透镜的定心磨边

8.5.1透镜中心误差的定义

8.5.2光学法定心

8.5.3机械法定心

8.5.4磨边与倒角

8.6光学零件的胶合

8.6.1概述

8.6.2胶合工艺

8.6.3光胶工艺

第9章 特殊光学零件加工工艺

9.1平面和棱镜光学零件加工技术

9.1.1概述

9.1_2平面光学零件加工的基本技术

9.1.3高精度棱镜加工技术

9.1.4高精度平面加工技术

9.2非球面光学零件加工工艺

9.2.1非球面简介

9.2.2常用的非球面加工技术

9.2.3非球面检测

9.3光学晶体零件制造工艺

9.3.1光学晶体零件制造的特点

9.3.2晶体的定向

9.3.3晶体零件基本加工工艺

9.3.4常见晶体零件加工

9.4光学塑料零件制造工艺

9.4.1概述

9.4.2光学塑料零件的注射成型

9.4.3典型塑料光学零件的加工

第10章 先进光学制造技术

10.1计算机数控加工技术

10.1.1单点金刚石飞刀铣削

10.1.2计算机控制光学表面成型法

10.1.3应力盘抛光技术

10.2离子束抛光技术

10.2.1离子束抛光的原理和特点

10.2.2离子抛光的工艺过程

10.2.3各种工艺因素的影响

10.2.4离子抛光机

10.3磁流变抛光技术

10.3.1磁流变技术的产生和发展

10.3.2磁流变抛光技术的抛光机理及特点

10.3.3磁流变抛光关键技术研究

10.3.4磁流变加工技术的未来展望

10.4单点金刚石车削加工技术

10.4.1单点金刚石车削加工技术的产生和发展背景

10.4.2单点金刚石车削技术的原理和特点

10.5精密玻璃模压制造技术

10.5.1简介

10.5.2玻璃材料和预型体

10.5.3精密模具

10.5.4模压工艺

10.5.5玻璃模压成型设备

10.6微光学零件加工工艺

10.6.1发展现状和趋势

10.6.2光刻技术

10.6.3蚀刻工艺技术

10.6.4UGA技术和软光刻技术

附录

附录1点群熊夫利斯符号的定义以及各点群包含的对称操作要素

附录2对称操作对应的坐标轴变换矩阵

附录3电光系数矩阵

附录4无色光学玻璃的质量指标

附录5光学零件的表面粗糙度等级与标注

缩略语






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