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第1章 光学玻璃的物理化学基础1

1.1玻璃结构1

1.1.1玻璃的结构学说1

1.1.2氧化物玻璃的结构4

1.1.3非氧化物玻璃的结构6

1.2光学玻璃的命名与化学成分6

1.2.1光学玻璃的折射率与阿贝数6

1.2.2光学玻璃的品牌及其组分8

第2章 光学玻璃的物理化学性质16

2.1光学玻璃的折射率与色散16

2.1.1色散理论16

2.1.2折射率、色散与玻璃成分的关系19

2.1.3外场作用下玻璃光学常数的变化21

2.2光学玻璃的吸收与散射26

2.2.1玻璃的紫外吸收27

2.2.2玻璃的红外吸收29

2.2.3玻璃的可见吸收30

2.2.4玻璃的非线性吸收31

2.2.5光学玻璃的光散射32

第3章 光学玻璃系统34

3.1紫外光学玻璃34

3.1.1 i线紫外玻璃34

3.1.2光学石英35

3.1.3氟化钙晶体36

3.2红外光学玻璃36

3.2.1硅酸盐红外光学玻璃37

3.2.2非硅酸盐红外光学玻璃38

3.2.3非氧化物红外光学玻璃38

3.3激光玻璃41

3.3.1激光器对于激光玻璃的要求41

3.3.2稀土元素原子的电子层结构和光谱性质42

3.3.3 N d3＋掺杂的激光玻璃44

3.3.4激光玻璃的光谱性质45

第4章 光学晶体的结构48

4.1晶体结构48

4.1.1点阵与单胞49

4.1.2晶系和布拉维点阵49

4.1.3晶向与晶面51

4.1.4对称操作要素53

4.1.5点群53

4.1.6倒易点阵55

4.1.7一些典型的晶体结构59

4.2张量的基本知识60

4.2.1标量、矢量与二阶张量61

4.2.2坐标系的变换63

4.2.3对称张量的性质65

第5章 介电光学晶体70

5.1晶体的力学性能70

5.1.1应力张量70

5.1.2应变张量70

5.1.3晶体的弹性与四阶张量72

5.2介电晶体的电学性能74

5.2.1电极化率、介电常数张量与逆介电常数张量74

5.2.2压电效应与三阶张量76

5.2.3热释电效应与一阶张量82

5.2.4铁电效应与铁电晶体85

5.3晶体的非线性光学性能88

5.3.1晶体的光学非线性极化率88

5.3.2位相匹配91

5.3.3非线性光学材料93

5.4晶体的电光效应与弹光效应95

5.4.1线性电光效应96

5.4.2二次电光效应100

5.4.3电光晶体材料101

5.4.4晶体的弹光效应109

第6章 半导体光学晶体117

6.1半导体物理基础117

6.1.1能带理论117

6.1.2半导体中载流子的分布122

6.1.3 PN结130

6.1.4半导体的光电性能132

6.2 Ⅳ族半导体光电材料138

6.2.1Ⅳ族半导体材料的基本物理参数138

6.2.2 Si， Ge材料的光子学应用140

6.3 Ⅲ～Ⅴ族半导体光学材料149

6.3.1 Ⅲ～Ⅴ族半导体材料的基本物理参数149

6.3.2非氮化物Ⅲ～Ⅴ族半导体材料的光电应用154

6.3.3氮化物Ⅲ～Ⅴ族半导体材料的光电应用158

6.4 Ⅱ～Ⅵ族半导体光学材料162

6.4.1 Ⅱ～Ⅵ族半导体材料的基本物理参数162

6.4.2 ZnO半导体材料的光电应用169

第7章 有机光电材料180

7.1有机材料物理基础180

7.1.1有机材料的分子结构180

7.1.2有机材料的电子特性183

7.1.3有机材料的光学特性190

7.2光学塑料193

7.2.1光学塑料的性能194

7.2.2典型光学塑料196

7.3有机发光材料200

7.3.1电致发光器件结构与原理200

7.3.2载流子注人与传输材料204

7.3.3荧光发光材料210

7.3.4磷光发光材料215

7.4有机光伏材料217

7.4.1有机光伏器件相关物理特性217

7.4.2共轭聚合物：富勒烯体系光伏器件221

7.4.3共轭聚合物：共轭聚合物体系光伏器件224

7.5有机光学非线性材料224

7.5.1有机非线性材料相关物理特性225

7.5.2二阶有机光学非线性材料228

7.5.3三阶有机光学非线性材料231

第8章 光学零件基本加工工艺238

8.1光学零件的加工技术条件及工艺系统238

8.1.1光学零件图238

8.1.2对光学玻璃的要求239

8.1.3对光学零件的要求242

8.1.4光学零件的设计工艺性244

8.2光学零件毛坯及粗磨成型246

8.2.1光学零件毛坯的成型246

8.2.2研磨的机理247

8.2.3磨料和磨具250

8.2.4散粒磨料粗磨工艺253

8.2.5固着磨料铣磨工艺253

8.3光学零件精磨工艺260

8.3.1散粒磨料精磨工艺260

8.3.2球面高速精磨工艺263

8.4光学零件抛光工艺269

8.4.1抛光机理269

8.4.2抛光模材料及抛光粉271

8.4.3准球心法高速抛光273

8.4.4光圈识别与样板检测277

8.5透镜的定心磨边286

8.5.1透镜中心误差的定义286

8.5.2光学法定心286

8.5.3机械法定心289

8.5.4磨边与倒角290

8.6光学零件的胶合292

8.6.1概述292

8.6.2胶合工艺293

8.6.3光胶工艺297

第9章 特殊光学零件加工工艺300

9.1平面和棱镜光学零件加工技术300

9.1.1概述300

9.1.2平面光学零件加工的基本技术302

9.1.3高精度棱镜加工技术307

9.1.4高精度平面加工技术309

9.2非球面光学零件加工工艺312

9.2.1非球面简介312

9.2.2常用的非球面加工技术315

9.2.3非球面检测318

9.3光学晶体零件制造工艺324

9.3.1光学晶体零件制造的特点324

9.3.2晶体的定向324

9.3.3晶体零件基本加工工艺328

9.3.4常见晶体零件加工331

9.4光学塑料零件制造工艺334

9.4.1概述334

9.4.2光学塑料零件的注射成型335

9.4.3典型塑料光学零件的加工340

第10章 先进光学制造技术343

10.1计算机数控加工技术343

10.1.1单点金刚石飞刀铣削343

10.1.2计算机控制光学表面成型法344

10.1.3应力盘抛光技术345

10.2离子束抛光技术347

10.2.1离子束抛光的原理和特点347

10.2.2离子抛光的工艺过程347

10.2.3各种工艺因素的影响348

10.2.4离子抛光机350

10.3磁流变抛光技术351

10.3.1磁流变技术的产生和发展351

10.3.2磁流变抛光技术的抛光机理及特点351

10.3.3磁流变抛光关键技术研究353

10.3.4磁流变加工技术的未来展望354

10.4单点金刚石车削加工技术354

10.4.1单点金刚石车削加工技术的产生和发展背景354

10.4.2单点金刚石车削技术的原理和特点355

10.5精密玻璃模压制造技术358

10.5.1简介358

10.5.2玻璃材料和预型体360

10.5.3精密模具366

10.5.4模压工艺367

10.5.5玻璃模压成型设备372

10.6微光学零件加工工艺374

10.6.1发展现状和趋势374

10.6.2光刻技术374

10.6.3蚀刻工艺技术376

10.6.4 LIGA技术和软光刻技术382

附录387

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387

附录2对称操作对应的坐标轴变换矩阵393

附录3电光系数矩阵395

附录4无色光学玻璃的质量指标399

附录5光学零件的表面粗糙度等级与标注402

缩略语404