中红外波段
光学材料与技术在国防、医疗等领域具有重要的应用价值。《中红外光学材料及应用技术》以*为实用的工业技术以及*为前沿的科研成果为题材,系统总结了中红外
光源、材料及与之相关的各种应用技术。主要内容包括中红外
激光传输
光纤、红外光学薄膜、波导、单晶与陶瓷、
半导体发光材料、红外窗口材料、金刚石膜与类金刚石膜红外光学应用、2.0mm波段
激光器、3~5mm波段中红外激光器以及中红外可饱和吸收体脉冲激光器。《中红外光学材料及应用技术》内容丰富、题材翔实、涵盖面广、分析透彻。
IJldN6&\q PlF!cr7:4 本书可供从事中红外技术研究的科研工作者和工程技术人员使用,以及物理学、光学、材料等专业的本科生、硕士以及博士研究生使用。
TMNfJz
:4{Qh hc6.#~i 5pB^Y MP 目录
^W5>i[ “先进光电子科学与技术丛书”序
U|9U(il 前言
"NJ,0A 第1章 绪论 1
'qdg:_L" 1.1 中红外技术简介 1
mZ~mf->% 1.1.1 中红外波段的特性 1
yV8- 1.1.2 中红外技术的发展 5
kAY@^vi 1.2 中红外光学材料 6
A"0wvk)UcY 1.2.1 固体发光材料 6
jzMhJ 1.2.2 光纤材料 8
WBy[m ?d 1.2.3 窗口和薄膜材料 8
v;Swo(" 1.2.4 波导材料 9
Lr wINVa 1.2.5 陶瓷和金刚石膜 9
C?{D"f`[] 1.3 中红外应用技术 10
cJSVT8 1.3.1 中红外气体检测技术 10
Gee~>:_Q{J 1.3.2 生物医疗技术 11
"$]ls9-%n 1.3.3 中红外探测技术 12
T.J`S(oI 1.3.4 中红外激光光源技术 12
2rF?Q?$,B 参考文献 14
Sy4
mZ}: 第2章 中红外激光传输光纤 19
^@ M [t< 2.1 概述 19
`}[VwQ 2.2 光纤的种类 19
p}96uaC1 2.2.1 石英光纤 19
4U}zJP(L 2.2.2 非石英光纤 24
lt{lHat1 2.3 光纤的制造 26
W)|c[Q\ 2.3.1 材料提纯 26
/SbSID_a 2.3.2 光纤预制棒 27
S^|$23} 2.3.3 光纤的拉制工艺 35
nt drXg 2.4 激光在光纤中的传输 37
/3OC7!~;fM 2.4.1 传输方程 37
yI3Q |731) 2.4.2 非线性效应 38
5?Uo&e 2.4.3 色散效应 43
WC3W+v G7 2.4.4 传输损耗 46
G(:s-x ig6 2.5 光纤的应用 48
1NuR/DO 2.5.1 光纤器件 48
$K+4C0wX` 2.5.2 光纤通信 54
u)tHOV>& 2.5.3 光纤传感 55
P/C&R-{') 2.5.4 超连续谱光源 56
N$C{f;xV 参考文献 57
oG+K '(BB 第3章 红外光学薄膜 61
_{lx*dq 3.1 薄膜光学与光学薄膜 61
5ze`IY 3.1.1 薄膜光学概论 63
kw6cFz 3.1.2 光学薄膜的功能 75
r hiS 3.1.3 光学薄膜的制备 80
D/gd 3.2 中红外光学薄膜材料 85
caGML|DeI 3.2.1 氟化物 86
u+I3IdU3 3.2.2 硫系材料 86
<sgZ3*,A 3.2.3 硅系材料 87
NS7@8 #C 3.2.4 锗系材料 88
=Dh$yC-Zr 3.2.5 其他材料 88
44'=;/ 3.3 红外薄膜材料的发展趋势 90
1y},9ym 3.3.1 中红外激光薄膜 90
c_@XQ&DC` 3.3.2 硬质碳基膜 91
zY]Bu-S3 3.3.3 红外隐身膜 92
{z.[tvE8h 参考文献 93
2=igS#h 第4章 波导 95
R#"U/8b>z 4.1 概述 95
]jHgo](% 4.2 波导制备及测试技术 96
]#Y| 4.2.1 光波导简介 96
.tZjdNE(h 4.2.2 波导制备技术及工艺 99
DkDw>Nx<rs 4.2.3 波导测试技术 102
JVD@I{ 4.3 硅基波导 105
aSn0o_4bD 4.3.1 绝缘衬底上硅 106
:hC
{5!| 4.3.2 蓝宝石上硅 110
[ED!J~lg8 4.3.3 氮化硅上硅 112
C>.]Bvg 4.3.4 铌酸锂上硅 114
B`g<Ge~ 4.4 锗和硅锗波导 116
>v^2^$^u 4.4.1 硅上的锗 116
XD;15a 4.4.2 绝缘衬底上锗 118
KU1+<OCh 4.4.3 氮化硅上锗 120
zkjPLeX 4.4.4 硅锗合金 121
eNIkiJ$uS 4.5 其他波导材料 123
GCcwEl!K^ 4.5.1 硫系玻璃 123
?R|fS*e2EB 4.5.2 氮化硅和氮化铝 126
X)`(nj 4.5.3 砷化镓 130
|HaU3E*R 4.5.4 铌酸锂 132
s5c! ^,L8 4.5.5 锗锡合金 133
1$:{{% 4.6 中红外波导的应用与发展趋势 134
2"pE&QNd 参考文献 135
gGtep*k 第5章 单晶与陶瓷 140
y+K7WUwhq 5.1 概述 140
#2_o[/&}x@ 5.1.1 透明与半透明 140
%00k1*$ 5.1.2 透明材料 140
OSSd;ueur$ 5.1.3 陶瓷材料透明度表征 142
8C*6Fjb# 5.1.4 固态激光简史 145
vDu0 5.2 单晶制备工艺及性能表征 147
/Nj:!!
AN 5.2.1 单晶材料简述 147
PphR4 sIM 5.2.2 单晶体制备工艺及性能 148
qT4I Y$h 5.3 透明陶瓷工艺过程及性能表征 154
8gVxiFjo 5.3.1 透明陶瓷概述 154
J{nyo1A 5.3.2 透明陶瓷材料分类 156
s=H/b$v 5.3.3 透明陶瓷烧结技术 170
, aRJ!AZ 5.3.4 透明陶瓷工艺过程若干影响因素 176
}XfS#Xr1aV 5.4 结论及展望 192
p?dGZ2` [I 参考文献 192
8\qCj.>S 第6章 半导体发光材料 213
OYqYI!N/ 6.1 概述 213
<Dt/Rad 6.1.1 中红外半导体发光材料和器件发展简介 213
c8k6(#\ 6.1.2 半导体材料的发光机理 215
jjS{q,bo 6.2 锑化物 217
2x<Qt2" 6.2.1 锑化铟 217
:GwSs'$O 6.2.2 锑化镓 221
{Y3_I\H8{ 6.2.3 砷化铟 224
veYsctK~ 6.2.4 铟砷锑 226
aBqe+FXp4 6.2.5 铟镓砷锑 230
l5\B2 +}7 6.2.6 铝镓砷锑 234
]MqH13`)A 6.2.7 铟镓砷磷 235
EzD
-1sJ 6.2.8 铟砷磷锑 238
G+#| )V 6.2.9 铟镓砷 239
IyG=
7 6.2.10 铟铝镓砷 240
ooLnJY# 6.3 铅化物 241
877EKvsiC 6.3.1 硫化铅 241
j=xtnIq 6.3.2 硒化铅 243
48 c
D3w 6.4 其他新材料 246
Z30z<d,j 6.4.1 硅烯 246
l6&v}M 6.4.2 黑磷 248
.R$+#_ 6.5 中红外半导体发光器件制备技术及应用 251
a`EGx{q( 6.5.1 半导体发光器件制备技术 251
LH3N}J({ 6.5.2 半导体发光材料和器件的应用 255
?RRSrr1 参考文献 257
|
Q1ubS 第7章 红外窗口材料 269
Wvut)T 7.1 红外窗口材料概述 269
"W_jdE6v 7.2 锗和硅 270
5oT2)yz 7.3 蓝宝石和多晶氧化铝 275
=E{{/%u{{S 7.4 硫化锌和硒化锌 283
BDRYip[Sa 7.5 氟化镁和氟化钙 287
-CU7u=*b 7.6 尖晶石和氮氧化铝 290
VQNYQqu`[ 7.7 砷化镓和磷化镓 296
+2;#9aa
I 7.8 氧化钇和YAG晶体 298
$+lz<~R 7.9 红外光学玻璃 303
L6[rvM|9_ 7.9.1 氧化物玻璃 303
hVT=j ?~ 7.9.2 硫系玻璃 307
:kp 7.10 其他红外窗口材料 311
8}"f|6Wm 参考文献 312
|7S4; 第8章 金刚石膜与类金刚石膜红外光学应用 321
=& Tu`m 8.1 金刚石膜的物理结构和性能 321
#U!(I#^3 8.2 金刚石膜的制备 322
(:fE _H2z 8.2.1 热丝化学气相沉积法 323
Y6;0khp 8.2.2 直流电弧等离子体喷射化学气相沉积制备 324
9U }MXY0 8.2.3 微波等离子体化学气相沉积制备 325
D)O6|DiO 8.3 金刚石膜的表征 327
Zeme`/aBb 8.3.1 拉曼谱 327
l# !@{ < 8.3.2 X射线衍射 328
{x&jh|f`g 8.3.3 硬度测试 329
!dbA ( 8.3.4 扫描电镜 329
{0)WS}& 8.4 金刚石膜在光学、红外光学领域的应用 330
qa0JQ_?o] 8.5 金刚石膜打磨技术 334
R@7GCj 8.6
纳米和超纳米金刚石膜 335
7uv/@(J"$ 8.7 类金刚石膜的物理结构和特性 338
<PfPh~ 8.8 类金刚石膜的制备方法 339
w371.84 8.8.1 射频辉光放电等离子体化学气相沉积 340
l|ZzG4]+l 8.8.2 磁控溅射制备法 340
XD+cs.{5 8.8.3 磁控过滤阴极电弧沉积制备方法 341
I?> - 8.8.4 脉冲激光沉积类金刚石膜 342
PFDWC3< 8.9 类金刚石膜的成膜机理 343
w}bEufU+2 8.10 类金刚石膜的黏附力和稳定性问题 346
W3o}.|] 8.11 类金刚石膜的表征 348
U3_yEvZ 8.11.1 拉曼谱 348
uG(~m_7Hx 8.11.2 X射线光电子谱 350
n6%jhv9H 8.11.3 扫描电镜和原子力显微镜 350
3f:1D=f 8.12 类金刚石膜的可见光、红外光学领域的应用 351
<_sT]?N# 8.12.1 红外窗口探测器增透和保护膜应用 352
*nsnX/e(- 8.12.2
太阳能电池增透和保护膜应用 354
c> U{,z 8.13 类金刚石膜红外减反膜的抗摩擦和抗侵蚀性 356
ek{PA!9Sk 参考文献 357
%8}ksl07 第9章 2.0 μm波段激光器 368
MR)KLM0 9.1 掺铥激光器 370
u6qi 9.1.1 铥离子能级结构及泵浦方式 370
G%p!os\> 9.1.2 掺铥固体激光器 373
qh(-shZ4Du 9.1.3 掺铥光纤激光器 381
e@2Vn? 5 9.2 掺钬激光器 389
>Dp6@% 9.2.1 钬离子能级结构及泵浦方式 389
y9G 57D 9.2.2 掺钬固体激光器 390
S!I <m&Cgc 9.2.3 掺钬光纤激光器 397
IjB*myN. 9.3 增益调制2.0 μm激光器 407
owpJ7S1~ 9.3.1 增益调制激光器基本原理 408
0m+5Zn 9.3.2 增益调制2.0 μm半导体激光器 409
!{]v='
9.3.3 基于增益开关技术的2.0 μm半导体激光器 412
vn%U;} 9.3.4 增益调制的2.0 μm光纤激光器 416
a5U2[Ko80 9.4 高功率2.0 μm波段激光器 425
/<?X-IDz.{ 9.4.1 高功率2.0 μm波段激光器概述 425
6rN5Xf cS 9.4.2 高功率连续波2.0 μm波段激光器 427
S~a:1
_Wl 9.4.3 高功率纳秒脉冲2.0 μm波段激光器 433
K_lL\ 9.4.4 高功率皮秒脉冲2.0 μm波段激光器 438
ZnhuIAAG 9.4.5 高功率飞秒脉冲2.0 μm波段激光器 444
rd 35) 9.5 基于铥钬激光的波长扩展 450
;DgX"Uzm 9.5.1 铥激光泵浦拉曼激光器 451
<j8&u/Za~' 9.5.2 铥激光泵浦超连续谱光源 458
G}dOx}kT 9.6 2.0 μm光纤超荧光光源 471
G4exk5 9.6.1 掺铥ASE光源 473
g*AD$": 9.6.2 掺钬超荧光光源 476
kJ<Xq
9.7 2.0 μm波段激光器的应用 481
%}]4Nsd e 9.7.1 2.0 μm波段激光在医疗方面的应用 482
Mevyj;1t 9.7.2 2.0 μm波段激光在工业方面的应用 488
ZhbY,wJ, 9.7.3 2.0 μm波段激光在其他方面的应用 490
1-]x 参考文献 492
=
a.n`3`Q 第10章 3~5 μm波段中红外激光器 507
7E75s)KH 10.1 概述 507
UVBw;V 10.1.1 中红外激光器发展简史和现状 507
/glnJ3 10.1.2 中红外激光器的基本类别 509
7@y!R
10.1.3 中红外激光器的相关测量技术 511
b5 C}K 10.2 连续中红外激光器 512
uuK]<h* 10.2.1 不同波长中红外激光的实现方法 512
io?{ew 10.2.2 中红外激光器的
光谱管理技术 524
z.9FDQLp 10.2.3 中红外激光器的功率提升技术 530
\PMKmJX0O 10.3 脉冲中红外激光器 541
(zYSSf!I 10.3.1 微秒、纳秒长脉冲中红外激光器 541
I'%H:53^0 10.3.2 皮秒、飞秒超短脉冲中红外激光器 546
y[@j0xlO 10.4 中红外激光器波长变换技术 555
~S=fMv^BR 10.4.1 中红外泵浦转换技术 555
ttq< )4 10.4.2 非线性参量转换技术 558
H.mQbD`X 10.4.3 受激拉曼频移技术 565
b;;Kxi:7$} 10.4.4 中红外频率梳技术 568
k-DB~-L 10.4.5 中红外超连续谱技术 575
er7/BE& 10.5 中红外激光器应用 577
1>@| 10.5.1 工业、医疗等领域 577
k$x
'v# 10.5.2 前沿技术领域 579
{_X1&&>8/ 参考文献 581
rB&j"p}Q 第11章 中红外可饱和吸收体脉冲激光器 589
RJsG]` 11.1 中红外脉冲光纤激光器概述 589
eKFc
W5O 11.2 中红外可饱和吸收体的种类与制备方法 590
:2Rci`lp 11.2.1 一维材料可饱和吸收体 590
?O>JtEz~lQ 11.2.2 二维材料可饱和吸收体 593
.L{+O6*c 11.2.3 其他可饱和吸收体 600
|e;z"-3 11.3 中红外可饱和吸收体表征方法 602
{f-/,g~ 11.3.1 材料常用表征方法 602
=^AZx)Kwd 11.3.2 非线性光学特性表征 608
YM.IRj2/1 11.4 中红外可饱和吸收体调Q技术 614
-[7,ph 11.4.1 激光脉冲的产生 614
f5qHBQ 11.4.2 可饱和吸收体调Q原理及特性分析 615
O+Lb***b" 11.4.3 中红外可饱和吸收体调Q激光器 622
}~~^ZtJ\ 11.5 中红外可饱和吸收锁模技术 630
MG5Sn*(C 11.5.1 可饱和吸收体锁模基本原理 631
I)%jPH:ua 11.5.2 中红外可饱和吸收体锁模激光器 635
c^)E:J/ 参考文献 638
#~-&&S4a.J
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(实体书推荐,按需选择!)