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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),0,一、光功能材料簡(jiǎn)介,光功能材料,(,optical function materials,)指在外場(chǎng)(電、光、磁、熱、聲、力等)作用下,利用材料本身光學(xué)性質(zhì)(如折射率或感應(yīng)電極化)發(fā)生變化的原理,去實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光信號(hào)的探測(cè)、調(diào)制以及能量或頻率轉(zhuǎn)換作用的光學(xué)材料的統(tǒng)稱(chēng)。,第1頁(yè)/共26頁(yè),一、光功能材料簡(jiǎn)介,1,電光材料的應(yīng)用:智能調(diào)光玻璃,第2頁(yè)/共26頁(yè),電光材料的應(yīng)用:智能調(diào)光玻璃第2頁(yè)/共26頁(yè),2,太陽(yáng)能電池板,第3頁(yè)/共26頁(yè),3,第4頁(yè)/共26頁(yè),第4頁(yè)/共26頁(yè),4,光,纖,第5頁(yè)/共26頁(yè),光
2、第5頁(yè)/共26頁(yè),5,水立方節(jié)水節(jié)電,膜結(jié)構(gòu)等相關(guān)技術(shù)使自然光能得到充分利用,現(xiàn)在平均每天99小時(shí)使用自然光,省電效果顯著,第6頁(yè)/共26頁(yè),水立方節(jié)水節(jié)電,膜結(jié)構(gòu)等相關(guān)技術(shù)使自然光能得到,6,第7頁(yè)/共26頁(yè),第7頁(yè)/共26頁(yè),7,二、光功能材料的分類(lèi),按照具體作用機(jī)理或應(yīng)用目的之不同,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(xué)材料,激光材料,等多種,第8頁(yè)/共26頁(yè),二、光功能材料的分類(lèi)按照具體作用機(jī)理或應(yīng)用目的之不同第8頁(yè)/,8,電光材料,通常是指折射率在外界電場(chǎng)(直流或交變場(chǎng))作用下發(fā)生感應(yīng)雙折射式變化的材料。,利用電光材料的電光效應(yīng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)光波的調(diào)制。,2024/1
3、2/3,第9頁(yè)/共26頁(yè),電光材料通常是指折射率在外界電場(chǎng)(直流或交變場(chǎng))作用下發(fā)生感,9,電光材料,作用原理:,1.,基于線性電光效應(yīng),(泡克耳斯效應(yīng)),線性電光效應(yīng)的特點(diǎn)是感應(yīng)折射率變化正比于外界電場(chǎng)強(qiáng)度的一次方,因而要求產(chǎn)生該效應(yīng)的材料必須是不具對(duì)稱(chēng)中心的各向異性晶體;,常用的線性電光效應(yīng)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(duì)稱(chēng)性的晶體;,2024/12/3,第10頁(yè)/共26頁(yè),電光材料作用原理:2023/9/23第10頁(yè)/共26頁(yè),10,電光材料,作用原理:,2.,基于二次電光效應(yīng),(光學(xué)克爾效應(yīng)),
4、克爾效應(yīng)的特點(diǎn)是感應(yīng)折射率變化正比于外加電場(chǎng)強(qiáng)度的二次方,產(chǎn)生該效應(yīng)的材料可以是具有任意對(duì)稱(chēng)性質(zhì)的晶體或各向同性介質(zhì)。,常用的二次電光效應(yīng)的材料是一些具有較大克爾常數(shù)的有機(jī)液體如硝基苯苯,kg2CS,等,2024/12/3,第11頁(yè)/共26頁(yè),電光材料作用原理:2023/9/23第11頁(yè)/共26頁(yè),11,電光材料,應(yīng)用:,電控光開(kāi)關(guān),:,可制作超快速電光快門(mén)。,光強(qiáng)度的電調(diào)制,:,可制成光強(qiáng)度的線性調(diào)制器。,光偏轉(zhuǎn)器,:,利用電光晶體可制成兩類(lèi)電控光束偏轉(zhuǎn)器。,光頻率調(diào)制,:,這種調(diào)制可用外差法或鎖相技術(shù)靈敏檢出。,波導(dǎo)效應(yīng),:將電光材料制成波導(dǎo),就可以低的調(diào) 制或開(kāi)關(guān)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)模的調(diào)制、
5、開(kāi)關(guān)和偏轉(zhuǎn)。由此 可制成小型、緊湊的各種光電子器件。,2024/12/3,第12頁(yè)/共26頁(yè),電光材料應(yīng)用:2023/9/23第12頁(yè)/共26頁(yè),12,磁光材料,指折射率在外加磁場(chǎng)作用下發(fā)生感應(yīng)變化的一類(lèi)光學(xué)材料。,2024/12/3,第13頁(yè)/共26頁(yè),磁光材料指折射率在外加磁場(chǎng)作用下發(fā)生感應(yīng)變化的一類(lèi)光學(xué)材料。,13,磁光材料,作用,原理,:,法拉,第磁致旋轉(zhuǎn)、磁致二向色性以及磁致,雙折射效應(yīng)等。,分類(lèi):,抗磁材料:,特高鉛玻璃、硫化砷玻璃,等。,順,磁,材料:,含,氧化鋱玻璃,以及,氧化銪、,硒化,銪晶體等。,應(yīng)用:,在,激光技術(shù)中,利用特高鉛玻璃類(lèi)材料制成的法拉第旋轉(zhuǎn)器,既可起到一種快
6、速光開(kāi)關(guān)作用,又可起到一種反向光隔離器的作用,有較大的應(yīng)用價(jià)值。,2024/12/3,第14頁(yè)/共26頁(yè),磁光材料作用原理:2023/9/23第14頁(yè)/共26頁(yè),14,彈光材料,指其折射率在外加力場(chǎng)作用下發(fā)生感應(yīng)雙折射式變化的一類(lèi)光學(xué)材料。,2024/12/3,第15頁(yè)/共26頁(yè),彈光材料指其折射率在外加力場(chǎng)作用下發(fā)生感應(yīng)雙折射式變化的一類(lèi),15,彈光材料,作用,原理:,基于彈性,-,光學(xué),效應(yīng),即在外界力場(chǎng)作用下,材料本身產(chǎn)生彈性力學(xué)應(yīng)變,從而導(dǎo)致折射率的感應(yīng)變化。,應(yīng)用:,玻璃、晶體、塑料,2024/12/3,第16頁(yè)/共26頁(yè),彈光材料作用原理:基于彈性-光學(xué)效應(yīng)2023/9/23第16
7、,16,聲光材料,指其析射率特性在聲波場(chǎng)作用下發(fā)生感應(yīng)變化的一類(lèi)透明光學(xué)介質(zhì)。,2024/12/3,第17頁(yè)/共26頁(yè),聲光材料指其析射率特性在聲波場(chǎng)作用下發(fā)生感應(yīng)變化的一類(lèi)透明光,17,聲光材料,作用原理:,在,聲波場(chǎng)作用下,材料內(nèi)部的密度發(fā)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(zhì)本身相當(dāng)于一種,相位光柵,,從而可對(duì)定向入射光束產(chǎn)生衍射作用,。,對(duì),聲光材料的要求,是應(yīng)具有較高的聲光作用的品質(zhì)因數(shù),以及較小的聲損耗與光損耗。,2024/12/3,第18頁(yè)/共26頁(yè),聲光材料作用原理:2023/9/23第18頁(yè)/共26頁(yè),18,聲光材料,常用的聲光,材料:,熔,石英、高鉛玻璃
8、以及鉬酸鉛,(PbMoO),二氧化碲,(TeO),和磷化鎵,(GaP),晶體等,。,應(yīng)用:,聲,光材料通常制成聲光開(kāi)關(guān),用來(lái)對(duì)光進(jìn)行調(diào)制,;,或者,制成聲光偏轉(zhuǎn)器,用來(lái)對(duì)光速指向進(jìn)行,控制。,2024/12/3,第19頁(yè)/共26頁(yè),聲光材料常用的聲光材料:2023/9/23第19頁(yè)/共26頁(yè),19,非線性光學(xué)材料,指其本身的電極化強(qiáng)度特性在強(qiáng)光場(chǎng)作用下能發(fā)生感應(yīng)非線性變化的一類(lèi)光學(xué)介質(zhì)。所以又稱(chēng)強(qiáng)光作用下的光學(xué)材料。,2024/12/3,第20頁(yè)/共26頁(yè),非線性光學(xué)材料指其本身的電極化強(qiáng)度特性在強(qiáng)光場(chǎng)作用下能發(fā)生感,20,非線性光學(xué)材料,作用原理:,利用,非線性光學(xué)晶體的倍頻、和頻、差頻、光
9、參量放大和多光子吸收等非線性過(guò)程可以得到頻率與入射光頻率不同的激光,從而達(dá)到光頻率變換的目的。,應(yīng)用:,激光,頻率轉(zhuǎn)換、四波混頻、光束轉(zhuǎn)向、圖象放大、光信息處理、光存儲(chǔ)、光纖通訊、水下通訊、激光對(duì)抗及核聚變等研究領(lǐng)域。,2024/12/3,第21頁(yè)/共26頁(yè),非線性光學(xué)材料作用原理:2023/9/23第21頁(yè)/共26頁(yè),21,激光材料,指在一定泵浦方式作用下,專(zhuān)門(mén)用來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生激光發(fā)射或放大作用的光學(xué)介質(zhì)。,2024/12/3,第22頁(yè)/共26頁(yè),激光材料指在一定泵浦方式作用下,專(zhuān)門(mén)用來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生,22,激光材料,固體激光材料分為兩類(lèi):,1.,以電激勵(lì)為主的半導(dǎo)體激光材料,
10、一般采用異質(zhì)結(jié)構(gòu),由半導(dǎo)體薄膜組成,用外延方法和氣相沉積方法制得。,2.,通過(guò)分立發(fā)光中心吸收光泵能量后轉(zhuǎn)換成激光輸出的發(fā)光材料。,這類(lèi)材料以固體電介質(zhì)為基質(zhì),分為晶體和非晶態(tài)玻璃兩種。,2024/12/3,第23頁(yè)/共26頁(yè),激光材料固體激光材料分為兩類(lèi):2023/9/23第23頁(yè)/共,23,三、光功能材料現(xiàn)狀,光功能材料種類(lèi)繁多,用途廣泛,正在形成一個(gè)規(guī)模宏,大的高科技產(chǎn)業(yè)群,有著十分廣闊的市場(chǎng)前景和極為重要的,戰(zhàn)略意義。世界各國(guó)均十分重視光功能材料的研發(fā)與應(yīng)用,,它已成為世界各國(guó)新材料研究發(fā)展的熱點(diǎn)和重點(diǎn),也是世界,各國(guó)高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。,第24頁(yè)/共26頁(yè),三、光功能材料現(xiàn)狀 光功能材料種類(lèi)繁多,用途,24,謝謝!,第25頁(yè)/共26頁(yè),謝謝!第25頁(yè)/共26頁(yè),25,2024/12/3,感謝觀看!,第26頁(yè)/共26頁(yè),2023/9/23感謝觀看!第26頁(yè)/共26頁(yè),26,