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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