光学玻璃的折射率和阿贝abbe
光学玻璃的色散补偿技术研究考核试卷
1. 光学玻璃的色散与材料的折射率无关。()
2. 高色散材料适合用于色散补偿。()
3. 色散补偿可以减少光学系统中的彩色失真。()
4. 所有光学材料都具有相同的色散特性。()
5. 色散补偿元件可以放在光学系统的任何位置。()
B. 补偿元件的位置
C. 光学系统的设计
D. 使用环境的变化
20. 以下哪些单位可以用来表示色散？()
A. nm (纳米)
B. μm (微米) (分贝)
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1. 光学玻璃的色散通常用阿贝数（Abbe number）来描述，阿贝数是折射率色散的倒数，其定义为______与______折射率的差值与______折射率的比值。
6. 在光学设计中，色散问题在高数值孔径系统中最容易被忽视。()
7. 透镜的色散主要取决于其材料的折射率。()
8. 色散补偿技术会增加光学系统的复杂性和成本。()
9. 色散现象在单色光源照射下不会出现。()
10. 光学系统中的所有元件都会产生色散。()
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1. 请简述光学玻璃色散产生的原因及其对光学系统成像质量的影响。
6. 在光学材料中，______是一种常用的低色散材料。
7. 色散的数值通常以______或______为单位来表示。
8. 在多层涂层技术中，通过设计不同材料的______和______可以实现色散补偿。
9. 色散补偿技术在______和______领域有着广泛的应用。
10. 为了减小色散对光学系统的影响，可以采用______和______的设计方法。
阿贝(ABBE)折射仪
ABBE折射仪注意事项
实验中不要忘记记录实验室温度示数
先测纯净水的折射率再测试样的折射率
阿贝棱镜质地较软，再利用滴管加液时，不能应防止待测液层中存
在有气泡。 每次测量后，棱镜表面必须用蒸馏水冲洗干净，用擦镜纸 轻轻把水分吸干，擦净。
蔗糖折光率参照
ABBE折射仪构造
目镜
锁紧手轮 进光棱 镜座 温度计
色散调节 手轮
恒温器接 头
折射率刻度 调节手轮
折射率测试步骤
1．试样制备 塑料片至少与棱镜接触的一面必须平整经抛光。 2. 恒温
开启仪器光源,调整入射光反光镜使目镜和读数镜的视场明亮 将恒温水浴与棱镜组相连，调节水浴温度，使棱镜温度保持在 (20.0±0.1)℃或规定温度.
折射率测试步骤
4 . 试样测定: 校准完毕后，拭净镜身各机件、棱镜表面并用乙醚或 无水乙醇清洗,将透明试样在抛光面涂1点α-溴萘使之贴在上 棱镜表面,使恒温15min. 分别调节补偿旋钮和棱镜旋钮使目镜视野内明暗分界线在 十字交叉点上. 在读数镜刻度尺上读数,数值即为试样的折光率值. 在测定水溶性样品后，必须用脱脂棉吸水洗净。若为油类 样品，须用乙醇或乙醚、苯等拭净。
BRIX/REFRACCTIVE INDEX BRIX 0.00 10.00 20.00 30.00 R.I. 1.3330 1.3478 1.3638 1.3811 BRIX 60.00 70.00 80.00 85.00 R.I. 1.4418 1.4663 1.4906 1.5041
40.00
3．折光仪的校准
通常用蒸馏水来进行校正,当测量折射率读数较高的物质时， 通常用具有精确折光率的标准玻璃来校正。
折光仪的校准
用蒸馏水进行校正的操作: (1)清洗棱镜镜面,滴1滴纯水在下棱镜上，将上、下棱镜合上, 由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野分为明暗两部分 (2)旋动补偿旋钮，使视野中除黑白两色外，无其他颜色 (3)转动棱镜旋钮，使明暗分界线在十字交叉点。 (4)在读数镜刻度尺上进行读数.20℃纯水的折射率1.3330， 读数若不符合,调节校正螺旋,将读数指示调整到正确值.即为 校准. 用标准玻璃进行校正的操作: (1)打开下棱镜，把上方棱镜表面调整到水平位置，然后在 标准玻璃块的抛光面上加上1滴α-溴萘液体湿润，将其贴在上 棱镜的抛光面上 (2)由目镜观察，调节补偿旋钮和棱镜旋钮使目镜视野内明暗 分界线 在十字交叉点上. (3)在读数镜刻度尺上读数,数值应为标准玻璃的折光率值. 同上方法进行校正。
光学玻璃参数详解
光学玻璃是一种用于制造光学元件（如透镜、棱镜、窗口等）的特殊玻璃。
它的参数决定了光学性能和适用范围。
以下是一些常见的光学玻璃参数及其详解：1. 折射率（Refractive Index）：折射率是光线从真空中进入玻璃时的折射比值。
它决定了光线在玻璃中传播的速度和方向。
不同类型的光学玻璃具有不同的折射率，一般在1.4到2.0之间。
2. 色散（Dispersion）：色散是光线经过光学玻璃时，不同波长的光被折射的程度不同，导致光的分散现象。
色散性能用于描述玻璃的色散效果，一般通过Abbe数来表示。
Abbe数越大，色散越小，即色差越小。
3. 热膨胀系数（Thermal Expansion Coefficient）：热膨胀系数表示光学玻璃随温度变化时的尺寸变化。
高热膨胀系数的玻璃对温度变化更敏感，可能导致光学元件的变形或破裂。
4. 导热系数（Thermal Conductivity）：导热系数表示光学玻璃传导热量的能力。
高导热系数的玻璃可以更好地散热，防止光学元件过热损坏。
5. 抗光蚀性（Optical Durability）：抗光蚀性表示光学玻璃抵抗环境中光蚀和化学侵蚀的能力。
高抗光蚀性的玻璃可以更长时间地保持光学性能。
6. 透过率（Transmittance）：透过率表示光线通过光学玻璃时的光强损失程度。
高透过率的玻璃可以提供更高的光传输效率。
这些参数对于光学元件的设计和应用非常重要。
根据具体的需求，选择合适的光学玻璃参数可以优化光学系统的性能和效果。
在选择光学玻璃时，一般会参考厂商提供的技术数据和规格表，以便选择适合的光学玻璃材料。
光学玻璃折射率范围
光学玻璃折射率范围光学玻璃是一种用于制造光学元件的特殊玻璃，它具有特定的折射率范围。
折射率是光线从一种介质进入另一种介质时的折射程度，是光学玻璃重要的光学性质之一。
本文将介绍光学玻璃的折射率范围，以及其对光学元件性能的影响。
光学玻璃的折射率通常介于1.4到2.0之间，不同种类的光学玻璃具有不同的折射率范围。
其中，低折射率玻璃的折射率一般在 1.4到1.6之间，高折射率玻璃的折射率一般在1.6到2.0之间。
这个范围的选择是为了满足光学元件在不同应用中的需求。
低折射率玻璃在光学元件中常用于制造透镜、棱镜等，它们可以用来改变光线的传播方向和聚焦光线。
低折射率玻璃具有较小的折射率，能够减小光线的折射和反射，从而提高光学元件的透光率。
此外，低折射率玻璃还具有较小的色散性，可以减少不同波长的光线在通过光学元件时产生的色差，提高光学系统的色彩还原性能。
高折射率玻璃在光学元件中常用于制造棱镜、分光镜等，它们可以用来分离和偏转光线。
高折射率玻璃具有较大的折射率，能够使光线更强烈地弯曲，从而实现光线的分离和偏转。
此外，高折射率玻璃还具有较大的色散性，可以使不同波长的光线在通过光学元件时产生较大的色差，用于光谱分析和色彩测量等应用。
选择合适的折射率对于光学元件的设计和性能有着重要的影响。
过高或过低的折射率都会导致光学元件的性能下降。
过高的折射率会增加光线的反射和折射，降低透光率，影响光学系统的亮度和清晰度。
过低的折射率会导致光线无法聚焦或无法良好地分离和偏转，影响光学元件的功能和效果。
除了折射率，光学玻璃还具有其他重要的光学性质，如折射率的色散性、透过率、热学性质等。
这些性质的综合考虑，才能选择适合特定应用的光学玻璃。
光学玻璃的折射率范围是光学设计师在设计光学系统时的重要参考依据，它决定了光学元件的形状、尺寸和材料选择。
光学玻璃的折射率范围是光学元件设计和性能的关键因素之一。
不同种类的光学玻璃具有不同的折射率范围，适用于不同的光学元件制造。
阿贝折射仪原理
阿贝折射仪原理
阿贝折射仪（Abbe refractometer）是一种用于测量透明物质的
折射率的仪器。
其原理基于斯涅尔定律，即光线从一种介质（如空气）入射到另一种介质（如液体）时，由于介质的折射率不同，光线会发生折射。
阿贝折射仪通常由一个光源、一个准直透镜、一个棱镜和一个望远镜组成。
首先，将待测液体置于棱镜的测量槽中。
通过旋转准直透镜，使得光线经过准直，从而在棱镜中形成一束平行光。
进入棱镜后，光线会根据斯涅尔定律发生折射。
折射后的光线会进入望远镜，并被望远镜中的目镜观察者观察。
同时，通过调节棱镜角度以及目镜焦距，可以使得在望远镜中观察到一个明亮的十字线交叉点，表示光线经过折射后聚焦在焦点上。
然后，通过调节棱镜的光线入射面与待测液体的接触面的夹角，观察望远镜中的交叉点位置的变化，从而测量折射率。
通过与已知折射率的标准样品进行比较，可以求得待测液体的折射率。
阿贝折射仪的优点是测量精度较高，同时操作简单方便。
它在化学、生物、医药等领域中广泛应用，例如测量溶液的折射率、判别不同溶液的成分等。
阿贝数和折射率的关系
阿贝数和折射率的关系
阿贝数（Abbe数）是一种衡量光学材料的折射率的重要指标，它可以反映材料的色散特性。
折射率是指光线穿过物体时，其方向的变化程度，它可以用来衡量物体的光学性质。
阿贝数是由德国物理学家阿贝（Ernst Abbe）于1873年提出的，它是由物体的折射率和反射率组成的，可以用来衡量物体的色散特性。
阿贝数的计算公式为：V=nD/nF-1，其中，V为阿贝数，nD为物体的折射率，nF为物体的反射率。
从公式可以看出，阿贝数与折射率有着密切的关系，折射率越大，阿贝数越大，反之，折射率越小，阿贝数越小。
折射率是由物体的结构决定的，它可以反映物体的光学性质。
折射率越大，物体的光学性质越好，反之，折射率越小，物体的光学性质越差。
因此，折射率是衡量光学材料的重要指标，它可以反映材料的色散特性。
阿贝数是由折射率和反射率组成的，它可以反映物体的色散特性。
阿贝数越大，物体的色散特性越好，反之，阿贝数越小，物体的色散特性越差。
因此，阿贝数是衡量光学材料的重要指标，它可以反映材料的色散特性。
综上所述，阿贝数与折射率有着密切的关系，折射率越大，阿贝数越大，反之，折射率越小，阿贝数越小。
折射率可以反映物体的光学性质，而阿贝数可以反映物体的色散特性，因此，阿贝数和折射率都是衡量光学材料的重要指标。
常用晶体及光学玻璃折射率表
常用晶体及光学玻璃折射率表常用晶体及光学玻璃折射率表常用晶体及光学玻璃折射率表常用物体折射率表空气液体二氧化碳冰水(20 度) 丙酮普通酒精30% 的糖溶液酒精面粉溶化的石英 Calspar2 80% 的糖溶液玻璃物质名称熔凝石英氯化钠氯化钾萤石冕牌玻璃冕牌玻璃冕牌玻璃1.0003 1.2 1.309 1.333 1.36 1.36 1.38 1.329 1.434 1.46 1.486 1.49 1.5 分子式或符号SiO2 NaCl KCl CaF2 K6 K8 K9 折射率1.45843 1.54427 1.49044 1.43381 1.5111 1.5159 1.5163 重冕玻璃重冕玻璃钡冕玻璃火石玻璃钡火石玻璃重火石玻璃重火石玻璃重火石玻璃ZK6 ZK8 BaK2 F1 BaF8 ZF1 ZF5 ZF6 1.61263 1.614 1.53988 1.60328 1.6259 1.64752 1.73977 1.75496 玻璃，锌冠玻璃，冠氯化钠氯化钠（盐）1 聚苯乙烯石英 2 翡翠轻火石玻璃天青石黄晶二硫化碳石英 1 1.517 1.52 1.53 1.544 1.55 1.553 1.57 1.575 1.61 1.61 1.63 1.644 氯化钠（盐）2 重火石玻璃二碘甲烷红宝石兰宝石特重火石玻璃水晶钻石氧化铬氧化铜非晶硒碘晶体1.644 1.65 1.74 1.77 1.77 1.89 2 2.417 2.705 2.705 2.92 3.34常用晶体及光学玻璃折射率表晶体的折射率 no 和 ne 表(注：no、ne 分别是晶体双折射现象中的“寻常光”的折射率和“非常光”的折射率。
) 物质名称冰氟化镁石英氯化镁锆石硫化锌方解石钙黄长石菱镁矿刚石分子式 H20 MgF2 Si02 MgO· H2O ZrO2· SiO2 ZnS CaO· CO2 ZnO· CO2 Al2O3 no 1.313 1.378 1.544 1.559 1.923 2.356 1.658 1.7 1.768 ne 1.309 1.39 1.553 1.58 1.968 2.378 1.486 1.658 1.509 1.762Ca0· Al203· SiO2 1.669淡红银矿液体折射率表物质名称丙醇甲乙苯二硫化碳四氯化碳三氯甲烷乙醚甘油松节油橄榄油水3Ag2S· AS2S3 分子式 CH3COCH3 CH3OH C2H5OH C6H6 CS2 CCl4 CHCl3 C2H5· 0· C2H5 C3H8O3 暂无暂无 H2O2.979 密度 0.791 0.794 0.8 1.88 1.263 1.591 1.489 0.715 1.26 0.87 0.92 12.711 温度℃ 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20.7 0 20 折射率1.3593 1.329 1.3618 1.5012 1.6276 1.4607 1.4467 1.3538 1.473 1.4721 1.4763 1.333 IOR Values 1.309 1.713 1.548 1.51 1.54 1.61 1.665 1.54 1.66 1.655 1.715 1.5 1.61 1.615 2.01 1.509 1.515 1.655所有常见物体折射率表中文丙酮阳起石玛瑙玛瑙, 苔藓空气酒精紫翠玉铝琥珀锂磷铝石紫水晶锐钛红柱石硬石膏磷灰石鱼眼石绿玉文石氩沥青光彩石斧石蓝铜English Acetone Actinolite Agate Agate, Moss Air Alcohol Alexandrite Aluminum Amber Amblygonite Amethyst Anatase Andalusite Anhydrite Apatite Apophyllite Aquamarine Aragonite Argon Asphalt Augelite Axinite Azurite IOR Values 1.36 1.618 1.544 1.54 1.0002926 1.329 1.745 1.44 1.546 1.611 1.544 2.49 1.641 1.571 1.632 1.536 1.577 1.53 1.000281 1.635 1.574 1.675 1.73 中文紫苏辉石冰符山石碘水晶堇青石铁象牙玉, 软玉翡翠石碧玉黑玉柱晶石紫锂辉石蓝晶石德国青金石蓝宝石天蓝石铅白榴石菱镁孔雀石海泡石水银 (液态) EnglishHypersthene 1.67 Ice Idocrase Iolite Iron Ivory Jade, Nephrite Jadeite Jasper Jet Kunzite Kyanite Lapis Gem Lapis Lazuli Lazulite Lead Leucite Magnesite MalachiteIodine Crystal 3.34Kornerupine 1.665Meerschaum 1.53 Mercury (liq) 1.62重晶石斜钡钙石蓝锥苯绿玉石磷(酸)钠铍石磷铝钠石,银星石溴(液态) 青铜方解石钙霞石二氧化碳 (气体) 二硫化碳四氯化碳锡石天青石白铅铁镁尖晶石玉髓白垩球菱铁氯 (气体) 氯 (液态) 铬,绿色铬,红色铬,黄色铬金绿玉蓝铜绿玉髓黄水晶斜帘石钴,蓝色钴,绿色钴,紫色硬硼钙石铜铜氧化物Barite Barytocalcite Benitoite Benzene Beryl Beryllonite Brazilianite Bromine (liq) Bronze Calcite Cancrinite Carbon Dioxide (gas) Carbon Tetrachloride Cassiterite Celestite Cerussite Ceylanite Chalcedony Chalk Chalybite Chlorine (gas) Chlorine (liq) Chrome Green Chrome Red Chrome Yellow Chromium Chrysoberyl Chrysocolla Chrysoprase Citrine Clinozoisite Cobalt Blue Cobalt Green Cobalt Violet Colemanite Copper Copper Oxide1.636 1.684 1.757 1.501 1.577 1.553 1.603 1.661 1.18 1.486 1.491 1.000449甲醇绿玻陨石月长石, 冰长石月长石, 钠长石钠沸石软玉氮 (气体) 氮 (液态) 尼龙黑曜石橄榄石镐玛脑蛋白石氧 (气体) 氧 (液态) 红硅硼铝钙石珍珠方镁石橄榄石蓝彩钠长石透锂长石硅铍石角铅矿塑料普列克斯玻璃聚苯乙烯绿石英堇块绿泥石葡萄石淡红银矿紫磷铁锰矿黄铁矿镁铝石石英石英, 融化硼锂铍矿蔷薇辉石岩石盐Methanol Moldavite Moonstone, Adularia Moonstone, Albite Natrolite Nephrite1.329 1.5 1.525 1.535 1.48 1.6Nitrogen (gas) 1.000297 Nitrogen (liq) 1.2053 Nylon Obsidian Olivine Onyx Opal 1.53 1.489 1.67 1.486 1.45 Carbon Disulfide 1.628 1.46 1.997 1.622 1.804 1.77 1.53 1.51 1.63 1.000768 1.385 2.4 2.42 2.31 2.97 1.745 1.5 1.534 1.55 1.724 1.74 1.97 1.71 1.586 1.1 2.705Oxygen (gas) 1.000276 Oxygen (liq) Painite Pearl Periclase Peridot Peristerite Petalite Phenakite Phosgenite Plastic Plexiglas Polystyrene Prase Prasiolite Prehnite Purpurite Proustite Pyrope Quartz Rhodizite Rhodonite Rock Salt 1.221 1.787 1.53 1.74 1.654 1.525 1.502 1.65 2.117 1.46 1.5 1.55 1.54 1.54 1.61 2.79 1.84 1.81 1.74 1.544 1.69 1.735 1.544Quartz, Fused 1.45843珊瑚堇青石刚玉赤铅水晶赤铜寞黄晶钻石透辉石白云石蓝线石硬化橡皮硅钙铀钍脂光石翡翠翡翠, 合成熔化翡翠, 合成水疗顽辉石绿帘石乙醇普通酒精蓝柱石长石, 砂金石长石, 钠长石长石, 天河石长石, 闪光拉长石长石, 微斜长石长石, 奥长石长石, 正长石氟化物Coral Cordierite Corundum Crocoite Crystal Cuprite Danburite Diamond Diopside Dolomite Dumortierite Ebonite Ekanite Elaeolite Emerald Emerald, Synth flux Emerald, Synth hydro Enstatite Epidote Ethanol Ethyl Alcohol Euclase Feldspar, Adventurine Feldspar, Albite Feldspar, Amazonite Feldspar, Labradorite Feldspar, Microcline Feldspar, Oligoclase Feldspar, orthoclase Fluoride1.486 1.54 1.7662.31 2 2.85 1.633 2.417 1.68 1.503 1.686 1.66 1.6 1.532 1.576 1.561 1.568 1.663 1.733 1.36 1.36 1.652 1.532 1.525 1.525 1.565 1.525 1.539 1.525 1.56橡皮, 肉色红宝石金红石透长石蓝宝石方柱石方柱石, 黄色的重石硒, 无定形的蛇纹玉贝壳矽矽线石银硼铝镁石绿闪石菱锌方钠石氯化钠闪锌榍石尖晶石锂辉石十字石冻石钢碳酸镁铬钛酸锶聚苯乙硫磺Rubber, Natural Ruby Rutile Sanidin Sapphire Scapolite Scapolite, Yellow Scheelite Selenium, Amorphous Serpentine Shell Silicon Sillimanite Silver Sinhalite Smaragdite Smithsonite Sodalite Sodium Chloride Sphalerite Sphene Spinel Spodumene Staurolite Steatite Steel Stichtite Strontium Titanate Styrofoam Sulphur1.5191 1.762.62 1.522 1.76 1.54 1.555 1.92 2.92 1.56 1.53 4.24 1.658 0.18 1.699 1.608 1.621 1.483 1.544 2.368 1.885 1.712 1.65 1.739 1.539 2.5 1.52 2.41 1.595 1.96萤石Fluorite1.434 1.47人造尖晶石铍镁晶石钽铁坦尚黝帘石特氟隆杆沸石虎睛釉黄晶黄晶, 蓝色的黄晶, 粉红的黄晶, 白色的黄晶, 黄色的电气石透闪石硅铍铝钠石松节油土耳其玉硼钠钙石钙铬榴石磷铝石蓝铁矿水磷铝钠石水 (气体) 浇水 100'C 浇水 20'C 浇水 35'C(室温) 矽酸锌毒重石钼铅矿红锌锆石, 高Synthetic Spinel Taaffeite Tantalite Tanzanite T eflon Thomsonite Tiger eye Topaz Topaz, Blue Topaz, Pink1.73 1.722.24 1.691 1.35 1.53 1.544 1.62 1.61 1.62福米卡家具塑料贴 Formica 面石榴石, 铁铝榴石石榴石, 铁铝榴石石榴石, 钙铁榴石石榴石, 翠榴石石榴石, 钙铝榴石石榴石, 肉桂石石榴石, 红榴石石榴石, 锰铝榴石单斜钠钙石玻璃玻璃, 钠长石玻璃, 冠玻璃、冠, 锌Garnet, Almandine 1.76 Garnet, Almandite 1.79 Garnet, Andradite 1.82 Garnet, Demantoid1.88 Garnet, Grossular 1.738 Garnet, Hessonite 1.745 Garnet, Rhodolite 1.76 Garnet, Spessartite Gaylussite Glass Glass, Albite Glass, Crown 1.81 1.517 1.51714 1.489 1.52Topaz, White 1.63 Topaz, Yellow 1.62 Tourmaline Tremolite Tugtupite Turpentine Turquoise Ulexite Uvarovite Variscite Vivianite Wardite Water (gas) Water 100'C Water 20'C 1.624 1.6 1.496 1.472 1.61 1.49 1.87 1.55 1.58 1.59 1.000261 1.31819 1.33335Glass, Crown, Zinc1.517玻璃，打火石, 密集 Glass, Flint, Dense1.66 玻璃，打火石, 重玻璃，打火石, 重玻璃、打火石, 镧玻璃，打火石, 轻玻璃、打火石, 介质玻璃、打火石, 介质甘油黄金硼铍石蓝方石氦赤铁异极希登石硅硼钙石 Glass, Flint, Heaviest 1.89Glass, Flint, Heavy 1.65548 Glass, Flint, Lanthanum Glass, Flint, Medium Glass, Flint, Medium Glycerine Gold Hambergite Hauynite Helium Hematite Hemimorphite Hiddenite Howlite 1.8 Glass, Flint, Light 1.58038 1.62725 1.62725 1.473 0.47 1.559 1.502 1.000036 2.94 1.614 1.655 1.586Water 35'C 1.33157 (Room temp) Willemite Witherite Wulfenite Zincite Zircon, High 1.69 1.532 2.3 2.01 1.96氢 (气体) 氢 (液态)Hydrogen (gas) Hydrogen (liq)1.00014 1.0974锆石, 低氧化锆, 立方体Zircon, Low Zirconia, Cubic1.82.17[绝对折射率]: 光从真空射入介质发生折射时，入射角 i 与折射角r 的正弦之比n 叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。
光学玻璃的折射率和阿贝abbe
PM 光轴
n2e(2ω) n1e(ω)
PM
n1e(ω)
θm n1o(ω)
n2o(2ω)
(a)
n1o(ω)
n2e(2ω) θm
(b)
n2o(2ω)
概念21：线性电光效应
0 E() ij ij i0j ijkEk
m mkEk
纵向电光效应和横向电光效应，半波电压
概念22：几种重要的光学晶体的特点：BaTiO3, LiNbO3,SBN BNN
第三部分：集成光学材料
概念1：集成光学衬底材料
无源集成光学器件可选用石英，LiNbO3,Si材料作衬 底。 有源集成光学器件只能选用GaAs,InP以及，III-V,II-VI 族直接带隙半导体作为衬底材料。 光电集成器件通常选用半绝缘GaAs, Si等半导体材料 作为衬底。
概念2：硅单晶与砷化镓单晶衬底的特点和各自的优缺点
极大值与极小值往往出现于Na2O /B2O3 =1处，所以硼反常现像是由 于B3+配位数的变化而引起玻璃内部结构骨架变化的反应。
概念7：高折射率，低折射率，高色散，低色散光学玻 璃所对应的玻璃成分：作业，各光学玻璃品牌，折射率 -阿贝图，利用硼反常改性。
概念8：熟悉数种光学玻璃的成分与性能 QK2, K9, ZK（无碱硅酸盐系统），钡火石，特高折射 率玻璃（含重金属氧化物，碲酸盐），特低折射率玻璃 （氟化物系统），红外玻璃，激光玻璃（硅酸盐与磷酸 盐系统）
成分如何影响玻璃色散
引起大色散的玻璃成分：TiO2，PbO 引起低色散的玻璃成分：B2O3， BaO, La离子，P2O5等
概念5：玻璃的光吸收和光散射（重点）
玻璃的光吸收包括：
紫外吸收：电子跃迁，（成键轨道至反键轨道，非桥氧能级， 杂质能级，SiO2的短波长吸收限），玻璃成分如何影响玻璃的紫外
光学材料复习概要
光学玻璃的色散
n2 ()
1
B1 2 2 C1
B2 2 2 C2
B3 2 2 C3
对于大多数无色光学玻璃而 言，色散来源于紫外与红外 波段的两个吸收带
Sellmeier 模型
n2 () A0 A1 2 A2 2 A3 4 A4 6 A5 8
Cauthy模型
光学玻璃的折射率与成分之间的关系
密度：对原子价相同的的氧 化物来说，其阳离子半径越 大，玻璃分子体积就越大， 密度越小。
分子折射度：原子价相同的 阳离子其半径越大（原子核 对外层电子吸引力越弱）则 离子极化率越高。
离子极化率还受其周围离子 极化的影响，当阳离子半径 增加时不仅其本身极化率上 升也提高了氧离子的极化率， 因而促使玻璃分子折射度迅 速上升。
激光玻璃：稀土离子
激活离子一般是发光谱带窄，色纯度高，转换效率高，荧光寿命跨度大， 具有四能级（或三能级系统）的稀土元素或离子。
基质玻璃是具有优良光学性能、机械性能以及热性能的硅酸盐玻璃，硼酸 盐及硼硅酸盐玻璃，磷酸盐玻璃和氟磷酸盐玻璃。
Nd 3+离子的4F3/2→4I11/2的跃迁 ：1.064μm，室温
哑下标尽可能地靠近
T' ij
aik a Tjl kl
奇数阶的张量在具有反演中心i的晶体中是不存在的
晶体中具有物理意义的二阶张量都是对称张量：如应变张量不是 位移对位置的偏导eij,而是其中的对称部分。
张量的定义
张量的示性面：二阶张量的示性面是椭球或双曲面，其中椭球上 任意一点的径矢与法矢分别表示该二阶张量所跨居的作用矢量及 感生矢量。
在硅酸盐玻璃中逐渐增加氧化硼的含量，其性质变化曲线往往会出现极大 或极小值，称为“硼反常”，合理地应用这一反常现象可以改善玻璃的某 些物理化学性质，制得化学稳定性好，热膨胀系数小，折射率高而色散小 的玻璃。
光学玻璃折射对照表
光学玻璃折射对照表光学玻璃是一种特殊的玻璃材料，具有较高的折射率和折射率离散度。
它在光学系统中广泛应用，如透镜、棱镜、光学窗口等。
在光学设计和光学工程中，了解光学玻璃的折射率和折射率离散度对于设计和优化光学系统至关重要。
以下是一些常见的光学玻璃材料和其相应的折射率和折射率离散度的对照表：材料 | 折射率(n) | 折射率离散度 (v)----------------|-----------|-------------------玻璃 BK7 | 1.5168 | 64.17玻璃 F2 | 1.6204 | 36.82玻璃 SF2 | 1.6727 | 25.72玻璃 N-BK7 | 1.5150 | 64.40玻璃 N-F2 | 1.6206 | 37.28玻璃 N-SF2 | 1.6769 | 27.20石英 (SiO2) | 1.458 | 73.12镁氟石 (MgF2) | 1.4309 | 94.83锌硒 (ZnSe) | 2.436 | 48.47硒化锌 (ZnS) | 2.573 | 45.27上述数据仅为参考，实际应用中可能会根据具体需要选择不同的光学玻璃材料。
在光学设计过程中，根据需要的光学性能（如焦距、视场、像差校正等），通过优化选择适当的材料和构成，以满足特定的光学要求。
折射率是光线从真空（或空气）进入材料后发生折射时的折射角度与入射角度之比，它描述了光线在材料中的传播速度。
不同物质的折射率不同，这是由于光线与物质中的电子发生相互作用导致的。
折射率离散度描述材料的折射率随光波波长的变化。
不同光波波长对材料的折射率可能会有不同程度的影响，这是由于材料中的电子对不同波长的光波具有不同的相互作用。
在实际的光学系统设计中，设计师通常需要根据要求选择合适的材料以满足特定的光学需求。
例如，在摄影镜头的设计中，一些玻璃材料可用于纠正色差问题，如降低色散、纠正球差等。
同时，还可以根据不同的波段（紫外、可见光、红外）选择合适的光学玻璃材料。
光学材料简介
色散的表示：
1.用两个不同波长的折射率的差来描述。 可见光波段：δn=nF−nC C线，红色氢光，波长656.2725nm F线，蓝色氢光，波长486.1327nm 2.阿贝(Abbe)数V： V =
F光、C光、d光 不同物质对不同波长的光进行选择吸收。当具有连续光 谱的光通过物质后，进入光谱仪进行分析，将形成“吸收光 谱”。当物质对某一波长的光强烈吸收，吸收光谱中会出现 “暗线”，通过“暗线”可以推断出物质成分。 太阳光谱是典型的暗线吸收光谱，在连续光谱背景上呈 现出许多暗线，由夫琅和费（J. von Fraunhofer）首先发现 并用A、B、C、……等进行标志，称之为夫琅和费谱线。
透射材料： ■ 光学晶体：主要应用在紫外和红外波段。 紫外波段：熔融石英、氟化钙和氟化锂等少数几种晶体。 红外波段：锗、硅、氟化钙等。 ■ 光学塑料：用于制作要求不高的元件，例如放大镜、菲涅尔 透镜等。最通用的光学塑料有PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、丙 烯腈-苯乙烯共聚物(SAN或AS树脂)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯 (PC)等。
反射材料：一般是在抛光玻璃表面镀金属反射膜，主要特性 是反射率。最常用的高反射材料是银和铝。在可见光波段， 金属铝的反射率为88～92%；金属银的反射率更佳。
吸收物质 O2 O2 H O2 Na Na He Fe Mg Mg Fe Fe
代号 b4 c F d e G’ G G g h H K
波长/nm 516.7343 495.7609 486.1327 466.8140 438.3547 434.0465 430.7906 430.7741 422.6728 410.1735 396.8468 393.3666
吸收物质 Mg Fe H Fe H H Fe Ca Ca H Ca+ Ca+
silica折射率阿贝数
二氧化硅，化学式SiO2，俗称硅石，是一种无色、无味、无毒的固体，熔点高、化学性质稳定，是常见的无机非金属材料之一。
在光学仪器中，二氧化硅是制造石英望远镜、石英光谱仪器、光导纤维的重要材料。
折射率是光线在真空中的传播速度与在另一种介质中的传播速度之比。
对于二氧化硅，其折射率为1.52。
阿贝数（Abbe number）是折射率中一个重要的数值，用来描述光在介质中传播时偏离原来方向的程度。
在二氧化硅的情况下，阿贝数是一个数值标度，其大小取决于折射率以及光波在这种介质中的频率。
一般来说，阿贝数越大，折射的光线偏离原方向的程度就越小。
综上所述，二氧化硅的折射率为1.52，其折射率受介质特性（如折射率、光波频率等）的影响。
在二氧化硅这种介质中，阿贝数是一个重要的参数，它反映了光线传播偏离原来方向的程度。
在光学仪器制造中，通过控制二氧化硅的折射率以及阿贝数等参数，可以精确控制光线的传播路径，从而提高仪器的性能。
同时，二氧化硅的折射率与阿贝数也反映了其在光学领域的应用价值。
然而，需要注意的是，折射率和阿贝数只是衡量物质光学特性的指标之一，还有其他因素如散射、吸收等也会影响物质的性能。
因此，在具体应用中，需要根据实际需求和条件来选择合适的材料。
总的来说，二氧化硅作为一种常见的无机非金属材料，其折射率和阿贝数在光学仪器制造和材料科学领域具有重要意义。
通过了解二氧化硅的这些特性，我们可以更好地利用其优点，优化光学仪器和相关设备的性能。
阿贝折射仪
• 2）平均色散：nF（兰）-nC(红)是指同一介质的兰 光与红光的折射率之差；
• 3）部分色散： 是指任意二个波长的折射率之差；
n1 n 2
• 4）阿贝常数；
vD
nD 1 nF nC
(色散系数 )
• 5）相对色散： 是部分色散与平均色散之比。
n1 n 2
nF nC
返回
阿贝折射仪的使用
哈尔滨工程大学理学院
①几何光学中的正弦条件，确定了可见光波段上显微镜分 辨本领的极限，为迄今光学设计的基本依据之一；
②波动光学中的两步成像理论——阿贝成像原理。它成为 近年以激光为实验条件的光学变换基本理论之一。
他在1867年制成测焦计，1869年制成阿贝折射仪及分光 仪。1870年后又制成数值孔径计、高度计和比长仪等。来自谱线符号产生元素
对应折射率
紫
4047
h
汞(Hg)
Nh
兰
4358
g
汞(Hg)
Ng
兰
4861
F
氢(H)
NF
绿
5461
e
汞(Hg)
Ne
黄
5893
D
钠(Na)
ND
红
6563
C
氢(H)
Nc
红
7065
r
氦(He)
Nr 返 回
阿贝折射仪的使用
临界角
哈尔滨工程大学理学院
望远镜光路
返回
阿贝折射仪的使用
哈尔滨工程大学理学院
y2 y1 y0 y1 x2 x1 x0 x1
重新演示
哈尔滨工程大学理学院
y y2
y0
y0=?
y1
O
x1 x0
光学玻璃的折射率和阿贝abbe
概念5：晶体的点群 点群：8种基本对称要素的组合总共只有32种，称为32点群， 任何一种晶体，它的对称性一定属于32种对称型中的一种， 而且只属于一种。
概念17：晶体的铁电性质
在外电场作用下，自发极化的方向可以逆转或者可以重 新取向的热释电晶体称为铁电晶体。
铁电晶体的电致回线（剩余极化或自发极化，矫顽场）， 居里点与转变温度
2021/2/4
1
16
概念18：逆介电常数张量，光率体
光率体是逆介电常数的示性面
概念19：晶体的二阶和三阶光学非线性极化率张量
1
21
第四部分：有机发光材料
有机发光原理。阴极，阳极，空穴传输层，电子传输 层，发光层在器件中所起的作用。
有机材料与无机材料在发光器件中的性能比较。 小分子与聚合物材料在OLED中的区别。 聚合物材料：PPV, PFO, 芳胺，HTL与ETL材料 小分子：芳胺，Alq3等 沉积方法：spin-coating, ink-jet printing, VTE技术
出现在镧系光学玻璃中。过渡元素离子的吸收带宽而强，如 Fe,Cu,Cr,Mn,Co,Ni等。
玻璃的光散射
宏观的丁达尔散射，密散射；微观的瑞利散射，赫拉曼散射。
2021/2/4
1
7
概念6：硼反常
如果在硅酸盐玻璃中逐渐增加氧化硼的含量，其性质变化曲线往 往会出现极大或极小值，称为“硼反常”，合理地应用这一反常现 象可以改善玻璃的某些物理化学性质，制得化学稳定性好，热膨胀 系数小，折射率高而色散小的玻璃。
m mkEk
镜片折射率和阿贝数
镜片折射率和阿贝数折射率是物质对光的折射能力的量度。
在光学中，我们通常用折射率来描述介质的光学性质。
镜片是一种常见的光学元件，其折射率对于镜片的性能和应用有着重要的影响。
阿贝数则是用来描述光学系统的质量的一个参数。
本文将详细介绍镜片折射率和阿贝数的相关知识。
一、折射率的定义折射率是介质对光的折射能力的量度。
它是指入射角为0时，光线从真空或空气中垂直入射到介质中，与法线成一定角度折射后的光线与法线成的角度之比。
折射率的定义式为：n = sin i / sin r其中，n为介质的折射率，i为入射角，r为折射角。
二、镜片的折射率镜片是一种常见的光学元件，它能够将光线聚焦或者分散。
镜片的折射率对于其聚焦或分散能力有着重要的影响。
不同材料的镜片折射率不同，下面是一些常见材料的折射率：材料t折射率玻璃t1.5水t1.33空气t1.0石英t1.46可以看到，不同材料的折射率有很大的差别。
这也是为什么不同材料的镜片具有不同的聚焦或分散能力的原因。
三、阿贝数的定义阿贝数是用来描述光学系统的质量的一个参数。
它是指在同一条件下，不同的光线通过光学系统后，其聚焦点的位置是否一致。
如果不同的光线通过光学系统后，其聚焦点的位置不一致，那么就会出现像差。
阿贝数就是用来描述这种像差的程度的。
阿贝数的定义式为：V = (nD / F) - 1其中，V为阿贝数，n为介质的折射率，D为镜片的直径，F为镜片的焦距。
四、阿贝数的意义阿贝数越大，说明光学系统的像差越小，图像的质量越高。
因此，阿贝数是衡量光学系统质量的重要参数之一。
一般来说，优质的光学系统的阿贝数应该大于50。
五、阿贝数与镜片的关系阿贝数与镜片的关系非常密切。
一般来说，阿贝数越大，说明镜片的质量越高，其聚焦或分散能力也越好。
因此，在选择镜片时，我们不仅要考虑其折射率，还要考虑其阿贝数。
一般来说，阿贝数越高的镜片，其价格也越贵。
六、结语镜片折射率和阿贝数是光学领域中非常重要的概念。
玻璃的折射率
与铝硅酸盐系统。
火石F: K2O-PbO-SiO2,因原料中含有氧化铅，所
以称为火石玻璃
4
概念4：玻璃的折射率（成分与折射率之间的关 系，重点）
玻璃的折射率由：分子体积（VM）与分子折射度所决 定。
对原子价相同的的氧化物来说，其阳离子半径越大，玻璃分子体积 就越大。
11
概念6：张量，对称张量，张量的阶数与晶体对称性的关系
概念7：对称张量的示性面，径矢与法矢
概念8：张量的主轴与主值，主轴与主值的确定方法
pi Tij q j qi (i 1,2,3)
j 1 3
(1)
(T
j 1
3
ij
ij )q j 0(i 1,2,3)
(2)
成分如何影响玻璃色散
引起大色散的玻璃成分：TiO2，PbO 引起低色散的玻璃成分：B2O3， BaO, La离子，P2O5等
6
概念5：玻璃的光吸收和光散射（重点）
玻璃的光吸收包括：
紫外吸收：电子跃迁，（成键轨道至反键轨道，非桥氧能级， 杂质能级，SiO2的短波长吸收限），玻璃成分如何影响玻璃的紫外
T12 T13 T11 T 0 T T 21 22 23 T32 T33 T31
(3)
12
概念9：应力张量，正应力与切应力
概念10：应变张量
eij u i x j
（i,j=1,2,3）
式中 e11,e22,e33 分别表示平行于 x1,x2,x3 方向的单位长度 的伸长， e12 表示平行于 x2 的线单元向 x1 转动的角度， 其他以此类推。应变张量 [Sij] 定义为 [eij] 的对称部分， 即：
玻璃及玻璃制品术语定义
玻璃及玻璃制品术语定义ASTM C 162—89玻璃及玻璃制品术语定义1 范围2 引用标准Specification for Heat-Treated Glass-Kind HS, Kind FT Coated and Uncoated Glass Specification for Laminated Architectural Flat GlassTest Methods for Polariscopic Examination of Glass ContainersTest Method for Annealing Point and Strain Point of Glass by Fiber ElongationTest Method for Softening Point of GlassTest Method for Annealing Point and Strain Point of Glass by Beam Bending3 术语阿贝值（Abbe value）——见色散倒数nu value。
酸抛光（acid polishing）——用酸处理进行玻璃表面抛光。
气泡(air bells)——在光学玻璃生产过程中，通常在压制或模压成形时形成的不规则气泡。
乳白玻璃(alabaster glass)——散射光不带强烈色彩的乳白色玻璃。
通道(alcove)——一条狭窄通道，熔融玻璃液从澄清部经通道输送到供料支路或旋转罐，在那里供给真空吸料制瓶机。
碱(alkali)——氧化钠或氧化钾；很少指氧化锂。
安瓿(ampoule)——装料后熔融玻璃的细颈部而封口的一种玻璃容器。
退火(anneal)——由某一适当温度，控制冷却，以防止或消除玻璃制品中的有害应力。
退火过程(annealing)——设计使玻璃残余热应力降低至商业上允许水平的一个控制冷却工艺过程，在某些情况下，实现玻璃的结构调整。
退火点(annealing point,A.P.)——当按照ASTM C 336用玻璃纤维伸长法测定玻璃退火点和应变点时，玻璃纤维伸长规定比率的温度，或按ASTM C 598用梁弯曲法测定玻璃退火点和应变点时，玻璃梁中点弯曲规定比率的温度。
2008年中国光学玻璃行业研究报告
2008年中国光学玻璃行业研究报告《2008年中国光学玻璃行业研究报告》玻璃技术经历了5000多年的发展历史。
直到近代,为了适应军用光学仪器的发展,SCHOTT公司的创始人Otto Schott于1884年发展了现代光学玻璃熔炼技术,制造出世界上第一块高质量光学玻璃。
由于军事上的需要,光学玻璃及其制造技术一直被各国视为关键技术,并严格保密。
随着光学、信息技术、能源、航空航天技术、生物技术以及生命科学等学科的迅速发展,光学玻璃由传统意义上的光学仪器用成像介质——透镜(主要是应用几何光学原理进行成像)逐渐向新的应用领域迅速发展。
20世纪90年代以后,随着光学与信息科学和新材料科学的不断融合,光学与电子科学的不断融合以及信息产业的崛起,使光学玻璃在光传输、光储存和光电显示三大领域的应用更是突飞猛进。
光学玻璃被广泛应用于光电产品对信息采集、传输、存贮、转换和显示的各个方面,这有力地促进了光学玻璃向更高层次的发展。
利用玻璃和光的相互作用改变光的极化态、频率、相干性和单色性,以及产生光子和探测光子的新型光功能玻璃成为光学玻璃发展的主要方向。
目前,传统光学玻璃虽在生产上的增长开始减缓,但在医学、航天、航空和常规武器装备等领域依然呈增长态势。
在光电信息领域,传统的K9光学玻璃及ZK 系列光学玻璃的需求量仍然巨大,主要体现在三大领域:一是光信号传输转换领域,如数码照摄像机、液晶投影电视、影像扫描器、条码扫描器、数码复印机、激光打印机和可视电话等;二是在光储存领域,如CD-ROM,DVD-ROM和MD- PLAYER 等光读取头计算机硬盘玻璃基板等;三是在光电显示器领域,包括背投电视投影管镜头和LCD投影机光学引擎等。
在传统的光学玻璃方面,我国已经形成了技术成熟、品种齐全的各种规格光学玻璃,并且能够规模化生产,不仅能够满足国内需要,而且大规模出口。
在新型光功能玻璃方面,声光玻璃和磁光玻璃等一些光功能玻璃能够满足国内需要,但尚未形成系列化。
折射率阿贝数表
折射率阿贝数表
折射率阿贝数表是一份用于记录各种材料折射率的表格。
折射率是指光线从一种介质进入另一种介质时，由于介质密度的不同而导致光线方向的改变程度。
在光学领域中，折射率是一个非常重要的物理量，它不仅影响光线的传播方向，还影响光线的速度和波长。
阿贝数则是用于描述透镜的质量和性能的一个指标。
阿贝数越高，表示透镜的成像质量越好，色差和畸变的程度越小。
因此，将折射率和阿贝数综合到一张表格中，可以方便地对不同材料的光学性能进行比较和选择。
在光学设计、制造和应用中，折射率阿贝数表都是非常重要的参考工具。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
T21
T22
T23 0
(3)
T31 T32 T33
2021/2/4
1
12
概念9：应力张量，正应力与切应力
概念10：应变张量
e ij
ui x j
（i,j=1,2,3）
式中e11,e22,e33分别表示平行于x1,x2,x3方向的单位长度 的伸长，e12表示平行于x2的线单元向x1转动的角度， 其他以此类推。应变张量[Sij]定义为[eij]的对称部分， 即：
1
21
第四部分：有机发光材料
有机发光原理。阴极，阳极，空穴传输层，电子传输 层，发光层在器件中所起的作用。
有机材料与无机材料在发光器件中的性能比较。 小分子与聚合物材料在OLED中的区别。 聚合物材料：PPV, PFO, 芳胺，HTL与ETL材料 小分子：芳胺，Alq3等 沉积方法：spin-coating, ink-jet printing, VTE技术
2021/2/4
1
11
概念6：张量，对称张量，张量的阶数与晶体对称性的关系
概念7：对称张量的示性面，径矢与法矢
概念8：张量的主轴与主值，主轴与主值的确定方法
3
pi T iq jjqi(i1 ,2,3 )
பைடு நூலகம்
(1 )
j 1
3
(T ij i) jqj0 (i 1 ,2 ,3 )
j 1
(2 )
T11 T12 T13
2021/2/4
1
20
概念2：硅单晶与砷化镓单晶衬底的特点和各自的优缺点
概念3：有关电光波导调制器的原理、种类、举一二例 （Pockels效应， F-K效应，
概念4：条型负载波导和金属条型负载波导
概念5：砷化镓铝的折射率与禁带宽度，折射率之间的关系 半导体折射率与自由载流子浓度之间的关系。
2021/2/4
2021/n2/14(ω1)=n2(ω2)
1
17
单轴晶位相匹配示意图(a)正光性，(b)负光性
光轴
PM 光轴
n2e(2ω) n1e(ω)
2021/2/4
PM
n1e(ω)
θm n1o(ω)
n2o(2ω)
(a)
n1o(ω)
1
n2e(2ω) θm
(b)
n2o(2ω)
18
概念21：线性电光效应
0 E() ij ij i0j ijkEk
3.只能破裂网络的网络外体氧化物， Li2O, Na2O, K2O,
Rb2O, Cs2O, CaO, SrO,BaO, In2O3, Y2O3, La2O3,
ZrO2,HfO2
2021/2/4
1
2
概念2：光学玻璃的折射率和阿贝（abbe）数
折射率： nD: 钠D线（589.3nm） nd : 钠光谱d线（587.6nm）
成分如何影响玻璃色散
引起大色散的玻璃成分：TiO2，PbO 引起低色散的玻璃成分：B2O3， BaO, La离子，P2O5等
2021/2/4
1
6
概念5：玻璃的光吸收和光散射（重点）
玻璃的光吸收包括：
紫外吸收：电子跃迁，（成键轨道至反键轨道，非桥氧能级， 杂质能级，SiO2的短波长吸收限），玻璃成分如何影响玻璃的紫外
硼反常现象可以解释为玻璃中硼离子配位数的变化所引起。从硼氧 四面体到硼氧三角体的过渡。
极大值与极小值往往出现于Na2O /B2O3 =1处，所以硼反常现像是由 于B3+配位数的变化而引起玻璃内部结构骨架变化的反应。
2021/2/4
1
8
概念7：高折射率，低折射率，高色散，低色散光学玻 璃所对应的玻璃成分：作业，各光学玻璃品牌，折射率 -阿贝图，利用硼反常改性。
光学玻璃的折射率和阿贝 abbe
第一部分：光学玻璃
概念1——玻璃的网络生成体、中间体、网络外体
1.能独立形成网络的玻璃生成体氧化物，[SiO4],[GeO4], [PO4],[BO3]（包括形成的四面体、三角体的结构）
2.在一定条件能进入网络的中间体氧化物， BeO,B2O3,Al2O3,Ga2O3, TiO2,ZnO,MgO,PbO（可以连接 网络，也能打断网络，关键看游离氧的多少）
S11
Sij S21 S31
S12 S22 S32
SSS13233312 12((ee11e231 1ee3211))
12(e12e21) e22
12(e23e32)
1212((ee1233 ee3312))
e33
2021/2/4
1
13
概念11：虎克定律与杨氏模量
概念12：介电晶体、压电晶体、 热释电晶体、铁电晶体：
阿贝（abbe）数(平均色散系数)：
2021/2/4
D
nD 1 nF nc
nF: F线486.1nm, nC: C线495.8nm, nF-nC平均色散
1
光学玻璃按照阿贝数 的大小分为冕牌和火 石玻璃两大类，大致 分界线为γD=50。 γD>50冕牌光学玻璃， γD<50火石光学玻璃
3
概念3：光学玻璃的基本组成
m mkEk
纵向电光效应和横向电光效应，半波电压
概念22：几种重要的光学晶体的特点：BaTiO3, LiNbO3,SBN BNN
2021/2/4
1
19
第三部分：集成光学材料
概念1：集成光学衬底材料
无源集成光学器件可选用石英，LiNbO3,Si材料作衬 底。 有源集成光学器件只能选用GaAs,InP以及，III-V,II-VI 族直接带隙半导体作为衬底材料。 光电集成器件通常选用半绝缘GaAs, Si等半导体材料 作为衬底。
概念8：熟悉数种光学玻璃的成分与性能 QK2, K9, ZK（无碱硅酸盐系统），钡火石，特高折射 率玻璃（含重金属氧化物，碲酸盐），特低折射率玻璃 （氟化物系统），红外玻璃，激光玻璃（硅酸盐与磷酸 盐系统）
2021/2/4
1
9
第二部分：光学晶体
概念1：晶胞与单胞
晶格（Lattice）：与原子位置相一致的三维点阵排列 单胞（Unit Cell）：组成晶体的基本结构单元，保持晶体 的结构特性。
P i(2 )(3 )i( jk 2 )(1 ,2 ,3 )E j(1 )E k (2 )
在32种点群结构中，只有18种晶类可能为非线性介 质。
概念20：位相匹配 当入射光波的传播速度与二次谐波的传播速度相等 时，二次谐波能够位相一致而相干加强，称为位相 匹配。
根据能量守恒和动量守恒，可得位相匹配的条件为：
概念15：压电效应，电致伸缩效应，逆压电效应
P idijk jk(i,j,k1 ,2,3)
压电模量与晶体对称性之间的关系（20)
2021/2/4
1
15
概念16：热释电效应
Pi piT
在32 种晶类中只有10种极性晶体中才会有热释电现象产 生（C1,C2,C3,C4, C6,m,mm2,3m,4mm,6mm）
冕牌K: R2O-B2O3-SiO2(R代表碱金属)，硼硅酸盐
与铝硅酸盐系统。
火石F: K2O-PbO-SiO2,因原料中含有氧化铅，所
以称为火石玻璃
2021/2/4
1
4
概念4：玻璃的折射率（成分与折射率之间的关 系，重点）
玻璃的折射率由：分子体积（VM）与分子折射度所决 定。
对原子价相同的的氧化物来说，其阳离子半径越大，玻璃分子体积 就越大。
吸收，外体，中间体，形成体，紫外吸收限与玻璃折射率，非线性折 射率之间的关系
红外特征吸收：网络振动，阴阳离子质量对于振动频率的影响， 杂质离子（如OH，CO等基团）在红外波段的特征吸收，能够知
道数种红外玻璃的成分。石英，非氧化物，碲酸盐玻璃。
可见吸收：杂质（过渡元素和稀土元素离子，Pt）引起的选择吸 收。稀土离子的吸收带很窄且吸收系数也较小，稀土离子的吸收带常
出现在镧系光学玻璃中。过渡元素离子的吸收带宽而强，如 Fe,Cu,Cr,Mn,Co,Ni等。
玻璃的光散射
宏观的丁达尔散射，密散射；微观的瑞利散射，赫拉曼散射。
2021/2/4
1
7
概念6：硼反常
如果在硅酸盐玻璃中逐渐增加氧化硼的含量，其性质变化曲线往 往会出现极大或极小值，称为“硼反常”，合理地应用这一反常现 象可以改善玻璃的某些物理化学性质，制得化学稳定性好，热膨胀 系数小，折射率高而色散小的玻璃。
概念4：晶体的对称操作 共有8种基本的点对称要素（1，2，3，4，6, i, m, 4 ），任 何宏观晶体所具有的对称性都是这8种基本对称要素的组合。
概念5：晶体的点群 点群：8种基本对称要素的组合总共只有32种，称为32点群， 任何一种晶体，它的对称性一定属于32种对称型中的一种， 而且只属于一种。
概念2：晶系（对称性高低的排列）
可以分为7个晶体系统，分别为：
三斜(Triclinic)，单斜(Monoclinic)，
正交(Orthorhombic)，斜方或三方(Rhombohedral)，
四方(Tetragonal)，六方(Hexagonal)
立方(Cubic)
2021/2/4
1
10
概念3：晶向与晶面 作图（等价）
概念17：晶体的铁电性质
在外电场作用下，自发极化的方向可以逆转或者可以重 新取向的热释电晶体称为铁电晶体。
铁电晶体的电致回线（剩余极化或自发极化，矫顽场）， 居里点与转变温度
2021/2/4
1
16
概念18：逆介电常数张量，光率体
光率体是逆介电常数的示性面
概念19：晶体的二阶和三阶光学非线性极化率张量
原子价相同的阳离子其半径越大（原子核对外层电子吸引力越弱） 则离子极化率越高。阳离子半径增加时不仅其本身极化率上升也提 高了氧离子的极化率，因而促使玻璃分子折射度迅速上升。