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绪论&姜中宏 1

第1章　激光玻璃&姜中宏 11

1.1　概述 11

1.2　原理 14

1.3　激光玻璃的光学参数与激光参数 16

1.4　激光玻璃的成分及性质 18

1.4.1　硅酸盐玻璃 18

1.4.2　磷酸盐玻璃 19

1.4.3　氟磷玻璃与其他激光玻璃 29

1.5　掺钕激光玻璃的新进展 35

1.6　强激光中晶体能否取代玻璃 39

参考文献 40

第2章 稀土玻璃的光谱能级&刘粤惠，陈东丹 42

2.1　概述 42

2.2　稀土离子的光谱能级 42

2.2.1　稀土元素和离子基态电子组态 43

2.2.2　稀土离子光谱项 44

2.2.3　稀土离子光谱能级 53

2.3　稀土离子光谱能级跃迁 58

2.3.1　Judd-Ofelt理论 58

2.3.2　Judd-Ofelt理论应用 61

参考文献 65

第3章 稀土离子上转换发光及其研究进展&杨建虎，杨中民 68

3.1　概述 68

3.1.1　激发态吸收 69

3.1.2　能量转移 69

3.1.3 “光子雪崩”过程 71

3.2　常见稀土离子的上转换发光机制 71

3.2.1　Er3＋离子上转换发光 71

3.2.2　Ho3＋离子的上转换发光 73

3.2.3　Pr3＋离子的上转换发光 75

3.2.4　Tm3＋离子的上转换发光 78

3.3　上转换发光材料研究进展 80

3.3.1　上转换发光研究现状 80

3.3.2　上转换发光材料研究现状 82

3.4　卤氧碲酸盐上转换发光玻璃 85

3.4.1　拉曼光谱特性 85

3.4.2　吸收光谱特性 87

3.4.3　上转换发光特性 89

3.4.4　荧光寿命 91

3.4.5　热稳定性能 93

参考文献 95

第4章　光子玻璃&戴世勋 99

4.1 光子玻璃 99

4.2 光子玻璃在光纤通信领域（光纤放大器、平面波导）的应用 104

4.3　飞秒激光与玻璃相关材料的相互作用 109

4.4　玻璃的光谱及非线性特性 112

参考文献 116

第5章 激光通信用稀土掺杂的玻璃光纤&戴世勋 117

5.1　概述 117

5.2　玻璃光纤作为光纤放大器增益介质的优点 118

5.3　稀土掺杂玻璃光纤种类 120

5 3.1　掺铒铋酸盐玻璃光纤 123

5.3.2　掺铒磷酸盐玻璃光纤 125

5.3.3　掺铥氟化物光纤 126

5.3.4　掺镨氟化物光纤 129

参考文献 132

第6章　碲酸盐玻璃光纤&戴世勋 133

6.1　概述 133

6.1.1　碲酸盐玻璃组成 133

6.1.2　碲酸盐玻璃结构 135

6.1.3　碲酸盐玻璃热稳定性 137

6.1.4　稀土掺杂的碲酸盐玻璃光谱性质研究 138

6.2　掺铒碲酸盐玻璃光纤及其光纤放大器 141

6.2.1　掺铒碲酸盐玻璃光纤 141

6.2.2　掺铒碲酸盐玻璃光纤放大器 142

参考文献 149

第7章　光子晶体光纤&邓再德，徐善辉 151

7.1　光子晶体光纤的结构及其导光原理 151

7.2　光子晶体光纤的特性 153

7.2.1　无截止单模 153

7.2.2　大模场面积 155

7.2.3　高数值孔径 156

7.2.4　高非线性效应 156

7.2.5　优良双折射效应 157

7.3　光子晶体光纤的制造技术 157

7.3.1　细管捆绑法 157

7.3.2　群钻法 159

7.3.3　组合法 159

7.4　光子晶体光纤的应用 160

7.4.1　长途光纤通信 160

7.4.2　大功率传输 161

7.4.3　超连续谱的产生 163

7 4.4　光纤激光器 165

7.4.5　光纤传感器 167

7.5　光子晶体光纤的发展趋势 167

7.5.1　基础理论研究 167

7.5.2　特性探索及其应用 169

7.5.3　器件研发 172

参考文献 174

第8章 飞秒激光诱导玻璃功能微结构&邱建荣，王丽，朱斌 177

8.1　概述 177

8.2　飞秒激光的特点 178

8.3　飞秒激光诱导玻璃各种功能微结构 180

8.3.1 微裂纹的可控空间排列，实现玻璃内部的立体图像标记 180

8.3.2　利用诱导的色心的着色和发光，实现彩色图像标记 180

8.3.3　基于折射率变化的光波导 181

8.3.4　空间选择性活性离子的价态操作 184

8.3.5　金属纳米粒子的空间选择性析出控制 187

8.3.6　玻璃中光功能晶体的空间选择性可控析出 188

8.3.7　光子晶体的制备 189

8.3.8　玻璃的三维打孔 190

8.3.9　利用线性干涉场实现单脉冲形成光栅结构 192

8.3.10　利用非线性干涉场实现玻璃的二阶光学非线性 193

8.3.11　单光束飞秒诱导的偏振依赖的纳米光栅结构 193

8.3.12 单光束飞秒激光诱导的沿激光传播方向形成的周期性纳米孔洞结构 197

参考文献 200

第9章　石英通信光纤&杨中民　 203

9.1　概述 203

9.2　历史回顾 203

9.3　光纤的传输特性 206

9.3.1　光纤导光的基本原理 206

9.3.2　光纤的损耗 206

9.3.3　光纤的色散 209

9.4　预制棒的制作与光纤拉制 210

9.4.1　预制棒的制作 210

9.4.2　光纤拉制 217

9.5　光纤的结构与类型 217

9.5.1　光纤的结构 217

9.5.2　光纤的类型 217

9.6　光纤的发展历程 218

参考文献 221

第10章　光敏玻璃&杨中民　 222

10.1　概述 222

10.2　光敏性机理 223

10.3　紫外辐照引起的折射率变化的测量 228

10.4　玻璃增敏技术 229

10.4.1　多种光敏元素共掺 229

10.4.2　工艺条件的控制 232

10.4.3　后处理技术 233

10.5　光纤光栅的应用 234

10.5.1　光纤光栅传感器 235

10.5.2　光纤光栅在光通信领域的应用 237

参考文献 242

第11章　石英平面光波导&张勤远　 245

11.1　概述 245

11.1.1　平面波导概要 245

11.1.2　石英平面光波导制备方法 246

11.2　感应耦合等离子化学气相沉积法（ICP-CVD）石英平面光波导 248

11.2.1　ICP-CVD石英平面光波导制备 249

11.2.2　ICP-CVD石英平面特征 249

11.2.3　ICP-CVD Mach-Zeder干涉仪 254

11.2.4　无温度漂移光波器件 255

参考文献 256

第12章　溶胶凝胶法新型光学玻璃&张勤远，沈军，吴广明 259

12.1　概述 259

12.1.1　溶胶凝胶法概要 260

12.1.2　溶胶凝胶法光学玻璃的应用 262

12.2　溶胶凝胶法光学玻璃 263

12.2.1　溶胶凝胶法块状光学玻璃 263

12.2.2　溶胶凝胶法有机改性光学玻璃 264

12.2.3　溶胶凝胶法染料激光介质 266

12.2.4　溶胶凝胶法染料掺杂非线性光学材料 268

12.2.5　溶胶凝胶法半导体量子点掺杂材料 269

12.3　溶胶凝胶激光薄膜 271

12.3.1　激光减反膜 272

12.3.2　激光高反膜 275

参考文献 277

第13章 光致变色、电致变色玻璃&杨中民　 281

13.1　概述 281

13.2　光致变色玻璃 281

13.2.1　卤化银光色玻璃 281

13.2.2　铜镉卤化物光色玻璃 286

13.2.3　其他光致变色玻璃 287

13.2.4　影响光致变色特性的因素 287

13.3　电致变色玻璃 291

13.3.1　无机电致变色材料 292

13.3.2　有机电致变色材料 297

参考文献 298

第14章　玻璃非线性折射率&姜中宏　 301

14.1　整体玻璃的非线性折射率 307

14.2　掺杂玻璃的非线性效应 309

14.3　染料掺杂低熔点玻璃的发光和非线性性质 312

参考文献 316

第15章　超宽带光放大用玻璃和微晶玻璃&周时凤，冯高峰，邱建荣 317

15.1　概述 317

15.2　ns2np1和ns2np2电子构型的主族金属离子（原子）发光中心的宽带发光 319

15.2.1　Tl0和Pb＋发光中心 320

15.2.2　Pb0和Bi＋发光中心 321

15.2.3　Sn0和Sb＋发光中心 323

15.3　过渡金属离子掺杂透明微晶玻璃的红外宽带发光 323

15.3.1　Cr3＋（d3电子构型）和Cr4＋（d2电子构型）发光中心 324

15.3.2　Ni2＋（d8电子构型）发光中心 325

15.3.3　其他过渡金属离子发光中心 331

参考文献 333

第16章　特殊光学玻璃&蒋亚丝 338

16.1　法拉第旋光玻璃 338

16.1.1　费尔德（Verdet）常数 339

16.1.2　逆磁旋光玻璃 340

16.1.3　顺磁离子的能级及旋光性质 342

16.1.4　Pr2O3、Nd2O3、Dy2O3旋光玻璃 345

16.1.5　CeO2旋光玻璃 346

16.1.6　Tb2O3旋光玻璃 347

16.2　透明微晶玻璃 351

16.2.1　引言 351

16.2.2　Li2O-Al2O3-SiO2系统 353

16.2.3　微晶玻璃组成 357

16.2.4　微晶玻璃的晶化 360

16.2.5　大型镜坯制造 364

16.2.6　微晶玻璃主要性质和质量 365

16.3　精密模压光学玻璃 366

16.3.1　精密模压光学玻璃的要求 366

16.3.2　玻璃组成对光学常数和Tg的影响 369

16.3.3　精密模压玻璃组成 369

16.3.4　精密模压的型料 377

16.3.5　精密模压 378

16.3.6　模压光学玻璃牌号 379

16.4　玻璃微珠 382

16.4.1　玻璃微珠在光学上的应用 382

16.4.2　玻璃微珠中的逆向反射 384

16.4.3　玻璃微珠组成 387

16.4.4　玻璃微珠和反光膜的质量指标 389

参考文献 391

第17章　氟磷酸盐玻璃&张军杰 394

17.1　概述 394

17.2　氟磷酸盐玻璃的分类与结构 395

17.3　氟磷酸盐玻璃的应用 400

17.3.1 紫外透过材料与消色差系统用光学器件玻璃 400

17.3.2　超短脉冲高能激光器用激光玻璃 403

17.3.3　上转换光纤激光器与光纤放大器 405

参考文献 407

第18章　氟化物玻璃&张军杰 411

18.1　概述 411

18.2　氟化物玻璃的分类 412

18.2.1　ZrF4基玻璃 413

18.2.2　氟铝基玻璃 417

18.2.3　氟化铟基玻璃 420

18.3　氟化物玻璃的制备 423

18.3.1　直接熔制法 424

18.3.2　氧化物氟化法 424

18.3.3　反应气氛法 424

18.4　氟化物玻璃的光学及光谱性质 425

18.4.1　透光性质 425

18.4.2　氟化物玻璃的光谱性质 432

18.5　氟化物玻璃的析晶特性 434

18.5.1 常用的衡量玻璃热稳定性的指标 434

18.5.2　析晶动力学研究 435

参考文献 438

第19章　多组分玻璃光纤预制棒制备和光纤拉制&杨钢锋 448

19.1　多组分玻璃光纤预制棒制备 448

19.1.1　管棒法 450

19.1.2　浇注法 452

19.1.3　热黏结法 456

19.1.4　挤压法 457

19.2　光纤拉丝技术 459

19.2.1　预制棒拉丝工艺 460

19.2.2　坩埚拉丝工艺 463

参考文献 467

第20章 光纤基质玻璃除水工艺与原料提纯&杨钢锋 468

20.1　光纤基质材料除水 468

20.1.1　水在基质玻璃中的结合形式 468

20.1.2　水对基质玻璃性质的影响 469

20.1.3　多组分玻璃及光纤除水 473

20.1.4　反应气氛法除水工艺 474

20.1.5　反应气氛法除水工艺的热力学分析 478

20.1.6　反应气氛法除水工艺的动力学分析 481

20.1.7　石英光纤除水 483

20.2　原料提纯和杂质离子去除 486

20.2.1　杂质金属离子的影响行为 487

20.2.2　原料提纯工艺 488

20.2.3　激光玻璃的除铂 491

参考文献 493

第21章　应用于高功率激光器的溶胶凝胶膜层&唐永兴 495

21.1　光学玻璃元件多孔SiO2减反膜（AR） 496

21.1.1　涂膜悬胶体 496

21.1.2　多孔SiO2减反膜光学性质 497

21.1.3　多孔SiO2减反膜稳定性 499

21.2　激光倍频器磷酸二氢钾（KDP）晶体防潮膜减反膜 502

21.2.1　涂膜工艺控制 503

21.2.2　膜层性能 503

21.3　掺钕磷酸盐激光玻璃聚二甲基二乙氧基硅烷（DMDEOS）防潮膜 505

21.3.1　涂膜液制备及性能 506

21.3.2　防潮膜性质 506

21.4　主放大器隔板玻璃宽带TiO2/SiO2宽带减反膜硬膜 508

21.4.1　胶体制备及其性质 508

21.4.2　折射率1.88/1.40和1.90/1.44双层减反膜的性能 509

21.5　高反膜（HR） 511

参考文献 512