透光和導(dǎo)光材料

透光和導(dǎo)光材料第一頁，共四十九頁，2022年，8月28日光功能材料基本知識當(dāng)一束強(qiáng)度為I0的光入射到玻璃中時(shí)，在材料的表面會(huì)發(fā)生光的反射，另外光也會(huì)透過玻璃，常常透過的光的強(qiáng)度小于入射強(qiáng)度，這往往是由于玻璃會(huì)吸收一部分光。光的入射、反射、透射、吸收和強(qiáng)度關(guān)系：I0＝IR+

IT+

IA透射率T：T=IT/I0吸收率A：A=IA/I0反射率R：R=IR/I0一、材料的光學(xué)性能T+A+R=1透射率、吸收率和反射率的大小不僅與材料有關(guān)，還與光波的波長有關(guān)。第二頁，共四十九頁，2022年，8月28日光功能材料基本知識根據(jù)透射率、吸收率和反射率之間的相對大小，材料可分為：光透明的(transparent)材料：A、R很小，可見光幾乎可以全部透過。光半透明的(translucent)材料：可見光穿透比較困難。光不透明的(opaque)材料：不能透過可見光。光的折射折射率和相對折射率折射率與材料和入射光的頻率有關(guān)。

一、材料的光學(xué)性能第三頁，共四十九頁，2022年，8月28日光功能材料基本知識固體材料的透射、吸收和反射等光學(xué)性能的本質(zhì)涉及電磁波與材料中原子、離子或電子的相互作用，最重要的二點(diǎn)是電子極化和電子的能量轉(zhuǎn)換。1、電子極化二、材料光學(xué)性能的本質(zhì)電子極化影響介電常數(shù)，折射率與介電常數(shù)有關(guān)，反射率與反射界面二側(cè)介質(zhì)的折射率有關(guān)，所以電子極化對光學(xué)性能有很大影響。2、光子與電子的能量轉(zhuǎn)換光具有波動(dòng)和微粒二重性，當(dāng)考慮光與電子之間的能量轉(zhuǎn)換時(shí)，光當(dāng)成粒子，稱為光子。第四頁，共四十九頁，2022年，8月28日光功能材料基本知識二、材料光學(xué)性能的本質(zhì)2、光子與電子的能量轉(zhuǎn)換光子是最早發(fā)現(xiàn)的構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子之一。光子所具有的能量不是連續(xù)的，與頻率v有關(guān)，光子能量E=hv。當(dāng)電子與光子間發(fā)生能量轉(zhuǎn)換時(shí)，或是吸收一個(gè)光子的能量，或是發(fā)射出一個(gè)光子，而不能只交換一部分光子的能量。第五頁，共四十九頁，2022年，8月28日光功能材料基本知識二、材料光學(xué)性能的本質(zhì)2、光子與電子的能量轉(zhuǎn)換對于電子來說，從光子處吸收的能量或給光子的能量也不是任意的，而是要?jiǎng)偤玫扔诓牧现须娮涌赡艽嬖诘哪芗壍哪芰坎?。電子和光子彼此間能量交換的這種“苛刻”條件，導(dǎo)致不同的材料具有完全不同的光學(xué)性能。當(dāng)光子的能量給了電子，光被材料吸收；當(dāng)受光激發(fā)的電子回落到低能級放出光子，光被材料反射。第六頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

透光材料包括透可見光(波長0.39～0.76μm)、紅外光(波長1～1000μm)和紫外光(波長0.01～0.4μm)的材料。一、透光材料的特征值

1.透射率

T

透射率T為透射光強(qiáng)IT

與入射光強(qiáng)I0

之比T=IT/I0，也稱透光率?！?.1透光材料

入射光強(qiáng)Io，射入介質(zhì)的光強(qiáng)為(1-R)Io，反射掉部分光強(qiáng)為IoR。第七頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

一、透光材料的特征值

1.透射率

T

射入介質(zhì)的光在穿過介質(zhì)時(shí)被吸收一部分后，達(dá)到介質(zhì)另一面的光強(qiáng)為:

Io(1-R)e-al又被反射回介質(zhì)內(nèi)的光強(qiáng)為:IoR(1-R)e-al最后透射出介質(zhì)的光強(qiáng):

IT

＝Io(1-R)2e-al§8.1透光材料

透射率T為:T=(1-R)2e-al

α吸收系數(shù)；l介質(zhì)長度。一般取介質(zhì)長度為1Omm的值作為標(biāo)準(zhǔn)。第八頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

一、透光材料的特征值

2.光密度D

§8.1透光材料

3.內(nèi)透射率θ

內(nèi)透射率θ所表示光線在透過介質(zhì)時(shí)，只考慮吸收不考慮反射的特征值。Dr－反射修正值。光密度的物理意義：吸收(0.434αl)和反射(Dr)兩部分損失之和。

吸收系數(shù)越大時(shí)，θ值就越小，材料的透光性能就不好。第九頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

一、透光材料的特征值

4.平均色散系數(shù)υD

透光材料中光學(xué)玻璃通常按折射率nD和平均色散系數(shù)υD兩個(gè)光學(xué)常數(shù)進(jìn)行分類。

平均色散系數(shù)的表示為:§8.1透光材料

υD－平均色散系數(shù)，也稱阿貝數(shù)；（數(shù)值越小色散現(xiàn)象越厲害）nF－材料對標(biāo)準(zhǔn)譜線F(λ=4861.3?)的折射率；

nC－材料對標(biāo)準(zhǔn)譜線C(λ=6562.7?)的折射率；

nD－材料對標(biāo)準(zhǔn)譜線D(λ=5892.9?)的折射率。nF-nC－平均色散，也稱中部色散。對于玻璃，υD＞50稱冕玻璃，υD＜50稱火石玻璃。第十頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

透可見光的材料常用的有玻璃和高聚物兩大類。

玻璃材料的優(yōu)點(diǎn)：透射率最高(可高達(dá)98％以上)，折射率范圍大(1.44～1.94)，色散系數(shù)范圍大(υD=20～90)光學(xué)穩(wěn)定性好，耐磨損。

玻璃材料的缺點(diǎn)：密度大(2.27～6.26g/cm3)，耐沖擊強(qiáng)度低，加工困難，制造周期長。

目前，玻璃仍是制造各種光學(xué)元件特別是高、精光學(xué)元件的最主要的材料。

§8.1透光材料

第十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

高聚物材料：另一類透光材料，發(fā)展較快，主要有聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、苯乙烯丙烯腈共聚體、聚甲基異戍二烯、透明聚酰胺等。高聚物材料材料的透射率已達(dá)到90％左右，有的原來透射率不太高的樹脂如PVC也已經(jīng)制出透射率達(dá)到90％的產(chǎn)品。不僅已用于眼鏡和低檔照相機(jī)上，而且已逐步應(yīng)用于顯微鏡、天文望遠(yuǎn)鏡、夜視儀、制導(dǎo)系統(tǒng)、測距機(jī)等各種中高檔光學(xué)儀器上?！?.1透光材料

第十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

高聚物透光材料的優(yōu)點(diǎn)：重量輕(密度為0.83～1.46g/cm3)、成本低、制造工藝簡單、不易破碎，可用來制作各種透鏡、棱鏡、非球面鏡、反射鏡等各種光學(xué)元件。透光高聚物的缺點(diǎn)：折射率范圍窄，熱脹系數(shù)、雙折射和色散大，耐熱、耐磨、硬度、耐濕和抗化學(xué)性能差?！?.1透光材料

第十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

（一）透光高聚物的新品種

1.高折射率高聚物透光材料

(1)溴取代芳香族聚合物(2)含重金屬的單體聚合物(3)含苯環(huán)的單體(4)含硫的聚合物(5)含磷聚合物高折射率的聚合物，特別是密度較低的，其色散往往較大?！?.1透光材料

2.低折射率高聚物透光材料

含氟的透光聚合物折射率是透光高聚物中最低的，且具有良好的色散性、耐熱性和耐腐蝕性。第十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

3.低雙折射透光高聚物

透光高聚物的雙折射來源于高聚物加工成形時(shí)的取向所產(chǎn)生的折射率各向異性。4.耐熱的透光高聚物

在透光聚合物分子中引入耐熱單體、大的側(cè)基和提高交聯(lián)度都可以提高其耐熱性。5.硬度高的透光高聚物

提高透光高聚物的硬度的主要方法是提高交聯(lián)度。交聯(lián)型含有氨基甲酸酯官能團(tuán)樹脂的鉛筆硬度可達(dá)5H～9H。但交聯(lián)太高，剛性也增大?！?.1透光材料

第十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

6.高吸水率透光高聚物

隨著隱形眼鏡等接觸透鏡的實(shí)用化，要求高吸水率透光聚合物。常用單體MMA、HEMA、乙烯基吡咯烷酮等。如聚N-乙烯基吡咯烷酮-MMA-VAE-EMA的吸水率達(dá)87％。（二）透光玻璃的新品種1.透紫外玻璃透紫外玻璃仍是應(yīng)用最普遍的透紫外光學(xué)材料，包括有光學(xué)石英玻璃、透紫外黑色玻璃、鈉鈣硅透短波紫外玻璃以及鈉鈣透紫外玻璃等?！?.1透光材料

第十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

（二）透光玻璃的新品種1.透紫外玻璃光學(xué)石英玻璃是透紫外線最好的材料，它在紫外波段有很好的透過性能。紫外透過限180nm。透紫外黑色玻璃對400～700nm的可見光是不透明的，對300～400nm的紫外光有很高的透射率，國外稱這種玻璃為伍德氏玻璃。鈉鈣硅透短波紫外玻璃能透過254nm的短波紫外線，是制作熱陰極低壓汞燈的理想管壁材料。鈉鈣透紫外玻璃允許透過280～35Onm以上的中波紫外線，不能透過28Onm以下的對人體有害的短波紫外線?！?.1透光材料

第十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

（二）透光玻璃的新品種1.透紫外玻璃

除此之外，許多堿鹵化合物晶體和堿土-鹵化物晶體在紫外區(qū)域也有較好的透過性能，但由于這些晶體的物理化學(xué)，性能大多不如光學(xué)石英玻璃穩(wěn)定，制備工藝也比較復(fù)雜，真正能夠在紫外光譜分析儀上代替光學(xué)石英作分光棱鏡的晶體材料為數(shù)很少。2.水合玻璃和梯度折射率光學(xué)材料

在透光材料的開發(fā)研究中，值得提出的是水合玻璃和梯度折射率光學(xué)材料?！?.1透光材料

第十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、透光材料的種類

（二）透光玻璃的新品種2.水合玻璃和梯度折射率光學(xué)材料

水合玻璃由于不易控制其含水量尚未實(shí)際應(yīng)用。

梯度折射率光學(xué)材料可用玻璃、高分子和晶體制成。材料的折射率可沿軸向、徑向、球向三個(gè)方向之一而變化。§8.1透光材料

為了提高透光材料的透射率，往往在其表面涂上一層增透膜。單層膜材料的折射率小于被涂材料。

常用的材料有MgF2、SiO3、Al2O3、Ti02、SiO2和有機(jī)硅(鈦)化合物等，取決于鍍膜方法和膜的層數(shù)。

鍍膜方法有：真空蒸鍍、化學(xué)鍍、激光鍍和離子鍍。膜層有：單、雙和三層。第十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

光纖材料：光通信中用于傳播光信息的光學(xué)纖維所用的材料，又稱為光波導(dǎo)纖維材料。光通訊可能是未來重要的通訊方式，通訊用光纖材料成為當(dāng)今最引人注目的新型光傳輸材料，并得到了日益廣泛的應(yīng)用?！?.2光纖材料

一、光在光纖中傳輸?shù)幕驹?/p>

1、全反射現(xiàn)象

光的全內(nèi)反射現(xiàn)象是一切光纖的工作基礎(chǔ)。折射率n1＞n2，入射角φ1＞臨界角φ0。第二十頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

一、光在光纖中傳輸?shù)幕驹?/p>

2、光在光纖中傳播原理光學(xué)纖維中光的傳送是利用光的全反射原理?！?.2光纖材料

入射光束以大于φ0的角度入射到芯子與包層的界面上，光線在界面上發(fā)生全反射，在芯中以鋸齒狀路徑曲折前進(jìn)，不會(huì)穿出包層，避免光在傳播時(shí)的折射損耗。

光纖材料按結(jié)構(gòu)分類：（1）包層型：折射率在皮和芯界面上呈突躍變化。（2）自聚焦型：折射率隨半徑呈梯度指數(shù)變化。第二十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

一、光在光纖中傳輸?shù)幕驹?/p>

3、傳輸模式

光在纖維中傳輸有一定的傳輸模式。（1）一種模式或波型

具有一定頻率、一定的偏振狀態(tài)和傳播方向的光波。傳輸模式是光學(xué)纖維最基本的傳輸特性之一。（2）光纖按傳輸模式分類

單模光纖：一種光學(xué)纖維只允許傳輸一個(gè)模式的光波。

多模光纖：一種光纖允許同時(shí)傳輸多個(gè)模式的光波。

§8.2光纖材料

第二十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

一、光在光纖中傳輸基本原理

4、子午光線和斜光線

光學(xué)纖維具有均勻的芯子(半徑為r，折射率為n1)和均勻的包層(折射率為n2，n2＜n1)。

通過這種纖維的光線有子午光線和斜光線兩種。

子午光線：在一個(gè)平面內(nèi)彎曲行進(jìn)的光線，在一個(gè)周期內(nèi)和光學(xué)纖維的中心軸相交兩次。

作為子午光線行進(jìn)的條件：§8.2光纖材料

斜光線：不通過光學(xué)纖維的中心軸的光線。第二十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

一、光在光纖中傳輸?shù)幕驹?/p>

5、數(shù)值孔徑NA光學(xué)纖維的數(shù)值孔徑NA定義為:§8.2光纖材料

根據(jù)子午光線行進(jìn)的條件，NA值越大，φ0可以越大，因而有較多的光線進(jìn)入芯子。

但NA太大時(shí)，對單模傳輸不利，因?yàn)樗准ぐl(fā)光的高次模傳播方式。

第二十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、光纖材料特征值

1、傳輸損耗Q傳輸損耗指光在纖維中傳輸途中的損耗，表示為：Q=10log(I2/I1)(dB/km)

I1－入射光強(qiáng)；I2－出射光強(qiáng)；Q－傳輸損耗(dB/km)。|Q|越大，光信息傳播的距離就越短；|Q|越小，光信息傳播的距離就越遠(yuǎn)。

傳輸損耗Q值是衡量光學(xué)纖維通信介質(zhì)質(zhì)量好壞的一個(gè)最重要的指標(biāo)。§8.2光纖材料

第二十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、光纖材料特征值

1、傳輸損耗Q

形成光學(xué)纖維傳播損耗的機(jī)理有吸收損耗、本征散射和波導(dǎo)散射三種。（1）吸收損耗

吸收損耗是一個(gè)重要的損耗，又可分本征吸收、雜質(zhì)吸收和

OH-離子吸收。本征吸收：物質(zhì)的固有吸收，是組分原子振動(dòng)產(chǎn)生的吸收，位于8～12μm的紅外區(qū)域和一個(gè)紫外波段。雜質(zhì)吸收：主要有

Cu2+、V3+、Cs3+、Mn3+、Fe2+、C02+

和Ni2+

等雜質(zhì)，它的吸收峰位于可見和紅外區(qū)域。§8.2光纖材料

第二十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、光纖材料特征值

1、傳輸損耗Q（1）吸收損耗OH-離子吸收：一種重要的雜質(zhì)吸收損耗。在熔融石英玻璃中，OH-的吸收帶位于0.5～1.Oμm波段，OH-的基本吸收峰位于2.7μm附近。（2）本征散射

本征散射是物質(zhì)散射中最重要的，又稱為瑞利散射。由玻璃熔制過程造成的密度不均勻而產(chǎn)生的折射率不均勻所引起的散射，與波長的四次方成反比。這種損耗隨波長的增加而很快減小?！?.2光纖材料

第二十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、光纖材料特征值

1、傳輸損耗Q（2）本征散射另外，摻雜不均勻(如擴(kuò)散不均勻)也能引起散射，產(chǎn)生損耗。（3）波導(dǎo)散射波導(dǎo)散射是由波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生的，如波導(dǎo)芯的直徑有起伏，界面粗糙，凹凸不平，就會(huì)引起傳導(dǎo)模的附加損耗，即波導(dǎo)散射損耗。

§8.2光纖材料

第二十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、光纖材料特征值

2、傳輸帶寬

傳輸帶寬是影響信息傳輸能力的一個(gè)重要因素。在光纖通信中，以光脈沖方式進(jìn)行傳輸，信息通過調(diào)制方式加到光頻載波上。載波光按信息要求調(diào)制成一個(gè)光脈沖，光脈沖的調(diào)制頻率愈高，傳輸?shù)男畔⑷萘坑?。影響傳輸帶寬的兩方面主要因素：?）光脈波形沖畸變和展寬

經(jīng)輸送的光脈沖(方波窄脈沖)傳輸一段距離后發(fā)生畸變和展寬(成鐘形的方波脈沖)，展寬的結(jié)果使光脈沖波型重疊，結(jié)果分辨不出所攜帶的信息?！?.2光纖材料

第二十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、光纖材料特征值

2、傳輸帶寬

影響傳輸帶寬的兩方面主要因素：（1）光脈波形沖畸變和展寬（2）色散

光學(xué)纖維的傳輸帶寬受到材料色散、模式色散和構(gòu)造色散的限制，不能無限制地增高光脈沖的調(diào)制頻率，提高傳輸?shù)男畔⑷萘俊?/p>

材料色散：介質(zhì)的折射率是波長的函數(shù)，不同波長的光在介質(zhì)中的折射率不一樣。

模式色散：不同模式的光脈沖在光學(xué)纖維中傳播速度不同所產(chǎn)生的傳輸時(shí)間差?！?.2光纖材料

第三十頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

二、光纖材料特征值

2、傳輸帶寬

影響傳輸帶寬的兩方面主要因素：（1）光脈波形沖畸變和展寬（2）色散

構(gòu)造色散：由光纖結(jié)構(gòu)上的原因引起的光傳播速度的變化。

在多模光纖中，限制傳輸帶寬主要因素是模式色散。

在單模光纖中，影響傳輸帶寬主要因素是材料色散。3、模式分布和數(shù)值孔徑§8.2光纖材料

第三十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

三、光纖材料的種類

光纖的種類很多，分類方法也多種多樣。1、按芯和包層的折射率分類按芯和包層的折射率分布可分為階躍型、梯度(漸變)型、色散移位型和色散平坦型。（1）階躍型光纖

階躍型光纖由折射率為nl的均勻芯和折射率為n2＜nl的包層構(gòu)成，徑向折射率呈階躍型分布。

§8.2光纖材料

第三十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

三、光纖材料的種類

（2）梯度型光纖梯度型光纖的折射率從軸心沿徑向呈梯度減少，折射率分布一般呈拋物線。（3）色散位移型光纖

色散位移光纖型是把零色散的波長位移到最低損耗窗口波長，如一般石英光纖零色散波長為

l.30μm，而最低損耗窗口卻為1.55μm，此時(shí)損耗最低為0.14dB/km，但色散卻達(dá)到20ps/km·nm。§8.2光纖材料

第三十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

三、光纖材料的種類

（3）色散位移型光纖如改變其折射率分布，作成色散位移型光纖，零色散可移至1.55μm處，此時(shí)損耗仍在0.17dB/km以下。

（4）色散平坦型光纖

色散平坦型光纖是使某個(gè)波長范圍內(nèi)的色散都處于一個(gè)平坦的低值。如色散平坦單模光纖的幾種折射率分布可使1.3～1.6μm波段的色散小于2ps/km·nm?！?.2光纖材料

第三十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

三、光纖材料的種類2、按傳輸模式分類

按傳輸模式不同，可分為單模光纖和多模光纖。3、按光纖材料的組分分類

按光纖材料的組分分可分為石英光纖、多組分氧化物玻璃光纖、非氧化物玻璃光纖、晶體光纖和高聚物光纖。（1）石英光纖石英光纖是以SiO2

為主成分，添加GeO2、P2O5、B2O3等物質(zhì)制成的。目前，通信用光纖都是高SiO2

玻璃光纖。這類材料主要優(yōu)點(diǎn)是損耗小于0.5dB/km，傳輸距離可達(dá)30公里，而且失真小。石英光纖是長距離光通信的主要材料。

§8.2光纖材料

第三十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

三、光纖材料的種類（2）多組分氧化物玻璃光纖

多組分氧化物玻璃光纖由Na2O、B2O3、SiO2、CaO、TiO2等成分組成。

這類材料熔點(diǎn)低，制作設(shè)備簡單，可以制成幾十千米的長纖維，因其損耗較大(4～7dB/km)，通信上極少采用。

但此類光纖易做到大數(shù)值孔徑(NA可達(dá)0.5)，比光源或光檢測器的耦合效率高，可用于對損耗要求不那么苛刻的傳感器領(lǐng)域內(nèi)?！?.2光纖材料

第三十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

三、光纖材料的種類（3）非氧化物玻璃光纖

非氧化物玻璃光纖包括鹵化物玻璃光纖、硫族化合物玻璃光纖和硫鹵化合物玻璃光纖。

非氧化物玻璃光纖所含的陰離子，如F-、Cl-、S2-和Se-2都比O2-原子量大，比氧化物玻璃光纖透紅外性能好，窗口波長長，理論損耗也小。

非氧化物玻璃光纖組分和性能可調(diào)范圍大，制備工藝也不復(fù)雜。§8.2光纖材料

第三十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日第八章透光和導(dǎo)光材料

三、光纖材料的種類（3）非氧化物玻璃光纖

鹵化物玻璃光纖目前可能實(shí)用的是氟化物玻璃光纖，其中以氟鋯酸鹽玻璃光纖為代表，目前長度為110m的此類光纖的最低損耗為0.65dB/km（2.59μm)。

硫族化合物玻璃光纖主要的是硫或硒和砷或鎵的化合物系統(tǒng)。

如As40S60的損耗2.44μm波長時(shí)為35dB/km，而在5.3μm波長時(shí)可達(dá)到200dB/km，這類硫化物玻璃光纖在波長為1～6μm范圍內(nèi)損耗均較低。

§8.2光纖材料

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三、光纖材料的種類（3）非氧化物玻璃光纖

硫族化合物玻璃光纖主要的是硫或硒和砷或鎵的化合物系統(tǒng)。硒化物透光范圍可以移到9μm，加人碲后，可以移至11μm，如Ge22Se20Te58玻璃光纖10.6μm處損耗約1000dB/km。

硫鹵化合物玻璃光纖可分為二類：一類是原子量較低的硫和氯為主要成分；另一類是原子量較高的碲、硒、溴和碘為主要成分。§8.2光纖材料

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三、光纖材料的種類（3）非氧化物玻璃光纖

硫鹵化合物玻璃光纖有更好的透紅外性能，如Te3Se4I3在8～11μm波段有較低的損耗，在10.6μm處損耗已達(dá)4800dB/km，其CO2激光抗損能力達(dá)40KW/cm2。

非氧化物玻璃光纖的紅外透光性好，在超遠(yuǎn)距離通信、高功率激光傳輸、纖維激光器和光纖傳感器方面將有廣泛的應(yīng)用前景?！?.2光纖材料

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三、光纖材料的種類（4）晶體光纖

晶體光纖是由晶體材料制成的，主要有YAG(Y3Al5O12)系、YAP(YAlO3)系、Al2O3系、LN(LiNb2O3)系、LBO(LiB3O5)系、BSO(Bi12SiO20)系和鹵化物系等晶體光纖。晶體光纖主要優(yōu)點(diǎn)：具有更寬的紅外波段窗口和其器件與普通光纖間的耦合性能好。石英光纖的工作波段為0.85μm和1.30μm，目前達(dá)到的損耗已接近其極限值，降低的空間已很小?！?.2光纖材料

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三、光纖材料的種類（4）晶體光纖為了實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離通信，必須使光纖在更長波長的紅外窗口波段工作，這樣才能得到更低的損耗。因此，研究紅外光纖已成為當(dāng)今光纖研究的主要方向。非氧化物玻璃光纖和晶體光纖以及重金屬氧化物光纖都屬于紅外光纖的類型。紅外光纖的最低理論損耗可達(dá)到10-2～10-4dB/km。實(shí)際上目前尚未做到，其降低空間很大。

§8.2光纖材料

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三、光纖材料的種類（4）高聚物光纖高聚物光纖一般是以較高折射率的高聚物透光材料為芯材，以較低折射率的高聚物為皮層。1964年美杜邦公司研制了商品名為Crofon的PMMA系光纖，1984年日三菱公司研制了EskaExtra商品名的PMMA和自系光纖，損耗為125dB/km(567nm)。以后日本電信電話公司又研制了損耗為55dB/km(567nm)，而氧化PMMA系光纖損耗可達(dá)20dB/km(68Onm)?！?.2光纖材料

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三、光纖材料的種類（4）高聚物光纖

高聚物光纖和石英光纖相比，損耗大，頻帶窄，但口徑大，數(shù)值孔徑大，可撓性好，加工方便，價(jià)格低，易連接。

在短距離傳輸時(shí)，有一定的優(yōu)勢。對于短距離傳輸如200m以下，目前高聚物光纖損耗可滿足要求，但傳輸距離大于500m時(shí)，