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| 光折变效应 |
photo-refractive effect |
40010000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
具有由光引起折射率改变的电光材料。这种材料可吸收外来光子而产生介质内电荷的迁移（漂移、扩散、跳跃等），电荷分布的改变形成一空间电荷场，然后通过电光效应使折射率受到调制。产生光折变效应的必要条件是介质对光有吸收，且介质中存在游离电荷和该介质具有非零电光系数。根据材料的带隙和电光系数，折射率的改变不仅可由可见光辐照引起，还可由紫外或红外辐照引起。促进光折变材料研究的主要动力：（1）利用这种材料，只需用低功率连续激光，就可在室温下进行多种不同光学信号处理和运算；（2）光折变材料的光学非线性非常高，实验中可以产尘许多新过程和新现象。对此种材料的研究也因为有许多需要平行计算的应用，这类应用要求对大量光学数据进行处理，或要求在较短时间内完成目前超级数字计算机难以胜任的计算量。光折变材料可分为三类：（1）铁电型光折变材料；（2）非铁电型光折变材料；（3）半导体化合物。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 铁电型光折变材料 |
ferroelectric photo-refractive materials |
40020000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
一些属于铁电体的电光晶体。仅以几种材料说明如下：（1）BaTiO3晶体，钙钛矿结构，熔点1618℃。从高温到低温要经历多种结构相变。只有120℃以下四方相才具有铁电性，它的空间群P4mm，a＝3.994?，b＝4.038?。电光系数r51＝802×10-12m/V，r42＝1640×10-12m/V。灵敏波段为可见光波长，光折变灵敏度为7×10-3cm2/J。衍射效率大，但响应时间慢，对一个1W/cm2的中等入射光强度，其响应时间为0.5秒量级。该晶体只能在低于1460℃温度下生长，确保单晶有铁电性。常用顶部籽晶法可获得大块BaTiO3晶体毛坯。（2）Fe：KNbO3晶体具有良好的光折变性能，响应时间小于l0ms。灵敏波段为可见光波长。（3）Sr1-xBaxNb2O6（SBN）晶体具有钨青铜矿型结构，属于SBN系统的固溶体晶体，x＝0.5，0.6及0.75，x＝0.6是该固溶体系统唯一的一致熔融的组分。用引上法易得到大块晶体，电光系数r33＝420×10-12m/V，响应时间为约1000ms，光折变灵敏度为3.2×10-5cm2 /J。（4）LiNbO3晶体具有类钛铁矿型结构，属三角晶系，是最先发现的具有光折变效应的材料。其电光系数r33＝31×10-12m/V，响应时间为秒量级。灵敏波段为可见波长可用于光学放大器、相位共轭器及存储器用。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 非铁电型光折变材料 |
non-ferroelectric photo refractive materials |
40030000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
一些非铁电性氧化物晶体，如Bi12SiO20、Bi12GeO20，这二种晶体同属立方晶系，可用引上法生长。Bi12SiO20晶体是一种宽禁带（3.2eV），高电阻率的半绝缘体。它同时光导、电光、声光和磁光等性能。在作为实时体全息材料中它是灵敏度最高、响应时间最快的一种（1～10ms），其可移动电荷不能对晶体中的缺陷及杂质构成的施主（或受主）陷阱系统的光激发。灵敏波段为可见光波长，可用于实时处理Bi12GeO20的性能与Bi12SiO20类似，电光系数r51＝3.2×10-12m/V。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 二阶非线性光学材料 |
second order nonlinear optical materials |
40040000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
具有大的二阶非线性极化率，能产生强的二阶非线性光学效应的非线性光学材料。结构上不具有宏观的对称中心，因而可以有二阶极性张量所描述的各种物理性质，如压电效应、光电效应等，含有大的微观二阶非线性极化率的分子或基团。按应用可以分为五类：（1）激光频率转换材料，如倍频、混频、参量振荡和参量放大等材料；（2）电光材料；（3）光折变材料；（4）声光材料；（5）磁光材料。能利用外加的电场、磁场、力场或直接利用透过光波的电磁场产生二阶非线性光学互作用，实现对透过光波的强度、波长和相位的调制。用作光电子技术中对光信号进行各种处理的器件。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 三阶非线性光学材料 |
third order nonlinear optical materials |
40050000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
在强激光作用下产生三阶非线性极化响应，具有强的光波间非线性耦合的材料。原则上任何结构对称性的材料都具有三阶非线性性能，但唯其具有结构对称中心且具有大的分子或基团的三阶非线性极化材料才能免除二阶非线性的干扰，呈现强的纯三阶效应。此外，参量作用光波能与某种激发共振时，三阶效应会有显著增强。三阶非线性材料分为五类：（1）气体，有H2、HF和CF2等分子气体和碱或碱土金属蒸气；（2）液体，有CS2，液氮等分子液体和苯、硝基苯等极性克尔液体；（3）玻璃，如掺硫或硒等极性化合物的玻璃；（4）有机聚合物，有含离子或电子共轭体系的聚合物，如聚二乙炔、聚噻吩、聚苯胺和聚萘酚等，以及一些液晶聚合物；（5）半导体，有GaAs、InSn等块体半导体和GaAs/AsAlAs等量子阱结构半导体材料。主要性能指标有三个：（1）非线性系数高；（2）响应时间短；（3）光损伤阈值高。有机聚合物和半导体杜料已能做到灵敏（微瓦级）和快速（皮秒级）响应，三阶非线性材料是处于开发应用研究中的材料。预期主要应用于全光型光信息处理器件、光学双稳器件、光互连器件和光学存储器件。是最有实用前景的三阶非线性光学材料。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 半导体非线性光学材料 |
nonlinear optical materials of semiconductor |
40060000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
具有明显的光学非线性特证的半导体材料。当入射光子能量近于材料的带隙时，非线性效应很大。半导体材料非线性产生的主要机理为：在入射光能量刚好低于带隙时，激子共振饱和，自由载流子等离子体导致的磁化率变化及光生载流子的带填充效应。在GaAs、InSb、InAs等Ⅲ-Ⅴ族材料中，HgCdTe、ZnS、ZnSe、CdS等Ⅱ-Ⅵ族材料中，都观察到了光非线性效应。随着分子束外延（MBE）、金属有机源气相外延（MOVPE）等薄膜生长技术的成熟，已能生长出具有量子尺寸的薄膜，即所谓量子阱材料，这使半导体非线性材料出现了一个飞跃发展。因为量子阱材料比体材料有更大的光学非线性系数，即使在室温下亦可观察到非常明显的光学非线性效应。近年来已利用这种材料制成了具有实用价值的光双稳器件，如自电光效应器件。促进了光计算等光信息处理研究的发展。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 自电光效应材料 |
self-electro-optic effect materials |
40070000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
具有自电光效应的多量子阱（MQW）材料。MQW材料，阱宽小（l0nm），从而使阱中的激子结合能大大增加。结果在室温也能观察到轻、重两个激子吸收峰。体材料中的激子较大（约30nm），结合能较小，通常只能在低温才能观察到激子峰。由于激子效应，MQW材料在垂直于量子阱方句上加电场时，激子峰会向长波移动，这就是所谓的量子限制Stark效应（QCSE）。激子峰的变化，导致对光的吸收变化，可构成光调制器。另外，MQW材料也是一种很好的光探测材料。由超晶格-多量子阱-超晶格结构所构成的p-i-n光探测器，内部量子效率可达100%。这种同时具有调制和探测功能的器件，称自电光效应器件（SEED）。由光所引起的流过SEED的电流，将影响器件二端的电压，该电压又反过来影响对光的吸收。器件内部存在着光电反馈现象。SEED的特性将由外部电子线路和光电反馈方式所决定。根据这些特性，可构成光学双稳器件。电学双稳器件，光学、电学振荡器，自线性调制器等。已实现的自电光效应材料有，GaAs/AlGaAsMQW、InGaAs/InAlAsMQW、GaInAsP/InPMQW等。由自电光效应材料所构成的SEED，可在室温工作，可高速运转，可与其它光电器件，如二极管激光器、光探测器等兼容，在光通信、光计算、光信息处理等领域有广泛用途。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 电光材料 |
electro-optical materials |
40080000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
具有电光效应的材料。依其电光效应的特征分泡克耳斯材料与克尔材料两种。通常制成器件应用于激光束的调制、偏转和开关。材料电光效应的大小以电光系数和半波电压衡量。电光系数表示在单位电场作用下材料折射率的改变。半波电压则以材料中两束偏振光相位差改变半个波长所需加的电压表示，并常与折射率的立方成反比。而且材料的电光系数越大，其相应的半波电压也越低。优良的电光材料应当具有大的电光系数、高的折射率和低的半波电压。此外，还要求介电常数小以减小高频报耗，在使用的光波段透光性能好。迄今使用的电光材料以无机块状晶体为主，Ⅲ-Ⅴ族半导体和有机聚合物材料亦在迅速发展中。随着光纤技术和光电子集成枝术的发展，晶体薄膜电光材料及器件将占有日益重要的地位。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 泡克耳斯材料 |
Pockels materials |
40090000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
在外电场作用下，电光材料折射率的改变与外加电场强度成正比关系，这种效应称泡克耳斯效应或一次电光效应和线性电光效应。呈现这种效应的材料称泡克耳斯材料。此类材料品种很多，包括无机材料和有机材料，但具有实用意义的主要为无机晶体。它们可按晶体结构分为四种类型:磷酸二氢钾型、钛铁矿型、钨青铜型和闪锌矿型。晶体结构上的共同特征是不具有对称中心。要求具有大的电光系数、高的折射率、小的介电常数和光吸收系数。实际材料在耐光损伤能力、热膨胀系数、透光范围、温度稳定性、化学稳定性和可获得性上往往有重要的差别，须根据特定的使用条件加以选择。泡克耳斯材料是最常用因而也是最重要的电光材料，使用时可通过不同的器件构型、晶体取向和外加电场相对于入射光偏振的方向在晶体中感生折射率改变，从而实现激光的强度、相位或偏振的调制。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 克尔材料 |
Kerr material |
40100000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
在外电场作用下各向同性材料会呈现双折射，从而导致折射率的改变，而且折射率的改变和电场强度的平方成正比关系。此效应称克尔效应或二次电光效应。具有这种效应的材料称克尔材料。理论上所有电介质，不论其为固体或液体，都有可能在高的外电场作用下呈现克尔效应。早期的克尔材料为有机液体，其中以硝基苯、间硝基甲苯、苯基腈等克尔效应最为明显。后来发现立方钙钛矿型晶体钛酸钡、钛酸锶等呈现更强的克尔效应，而且使用和保存方便，于是在许多用途上晶体克尔材料代替了液体克尔材料。然而，这些晶体材料居里温度低，难以生长出在尺寸和质量上符合使用要求的材料而且价格昂贵。因此总的来说，克尔材料作为一种电光材料的应用，远不及铌酸锂、磷酸二钾氘等泡克耳斯材料那样普遍。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 频率转换材料 |
frequency conversion materials |
40110000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
在强激光作用下能由二阶非线性极化产生光学参量互作用，改变透过激光频率的一种非线性光学材料。由一些具有大的微观二阶非线性极化率的分子或基团组成，而且材料本身不具有宏观对称中心。可以分三类：（1）无机单晶材料，如KTP、KDP、ADP、BBO、LBO、KN、LN、LI晶体等；（2）有机单晶材料，如LAP、Urea、NPP、POM晶体等；（3）半导体单晶材料，如AgAsS、TAS晶体等。能对激光进行倍频、和频、差频、参量放大和振荡，从而扩展现有激光波长。主要的应用指标是转换频率，这与材料的二阶非线性系数、相位匹配特性、光学均匀性有关。材料的光损伤阈值和所用激光波段的透过率也是重要的应用指标。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 声光玻璃 |
acousto-optic glass |
40120000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
能产生强的声光互作用的玻璃。其性能要求是具有大的声光互作用品质因子，并有高的光学均匀性和低的光和声损耗。它在结构上常具有类似晶体的硅氧四面体敞形结构，以获得低的声损耗。其组分中常含有重金属离子，以获得高的声光品质因子。通常分为四类：（l）熔石英；（2）含重金属离子玻璃，如ZF-6，德SF-59等重火石玻璃；（3）硫属化合物玻璃；（9）单质半导体玻璃。与声光晶体相比，声光玻璃易于制成大块均匀的材料，易通过改变组分而对器件性能进行调控，成本较低。它是最早应用的声光材料，也是很常用的声光材料。用于低于300MC调制频率的声光器件中，使器件有低的插入损耗。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 声光效应 |
acousto-optic effect |
40130000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
当声波在介质中通过时，由于光弹效应介质的密度随声波振幅的强弱而产生相应的周期性的疏密变化，它对光的作用犹如条纹光栅。此时光束若以适当角度射入晶体（光栅）内即产生衍射现象。这种声致光衍射现象称声光效应。在声波频率较低而且入射光平行于声波波阵面时，声光衍射表现为多级的喇曼-奈斯(Raman-Nath)衍射，衍射光斑分布在入射光方向两侧，衍射光强较弱。在声波频率较高，入射光又以适当角度(布喇格角)斜入射时，则出现布喇格(Bragg)衍射，此时第一级衍射光强可达到最大值(占入射光强的90%以上)。衍射光的衍射角度取决于声波频率，频率愈高，衍射角度愈大；衍射光强则取决于声波的功率。利用这一原理可以借助布喇格衍射实现高效率的激光束的调制、开关、偏转、调Q和锁模等功能。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 磁光晶体 |
magneto-optic crystal |
40140000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
在强磁场作用下，光学性质会发生变化的晶体。分为两类：一种是由于强磁场的作用，晶体内部的原子或分子中的电子引起旋进式运动，致使原先不具有旋光性质的晶体出现明显的旋光性。这种现象称磁致旋光效应，又称法拉第效应。另一种是在强磁场作用下，晶体中的极化偶极子产生定向排列，致使一些原先光学各向同性的晶体呈现出双折射现象。这称磁致双折射效应或称科顿-木顿效应。磁光晶体的典型代表为含铁石榴石晶体，如Y3Fe5O12（简称YIG）。它可用助熔剂法或提拉法生长出单晶体。在晶体中若掺入少量外加离子，如Ca2+、Si4+、Bi3+等，可提高磁光效应。主要用于激光调制，其优占在于它所需的调制功率低，受温度影响小。 |
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缪友萍 |
张深根 |
| 磁光玻璃 |
magneto-optic glass |
40150000 |
材料大辞典 |
Materials Comprehensive Dictionary |
具有较强磁光效应的玻璃。其结构上常由有未成对成键电子的重原子或有大的自旋和轨道工作用的磁性分子组成。它具有大的原子磁性或分子磁性，从而具有较大的磁光效应。常用的磁光玻璃分三类：（1）特重铅火石玻璃，如ZF-7玻璃等；（2）含某些稀土如忒等的硼酸盐或磷酸盐玻璃；（3）硫属化合物玻璃，如AsS3玻璃。与磁光晶体相比，它成本低，易于获得大块、不同形状的器件，因而是较为常用的磁光材料。但其磁光系数一般较低，而且可见光损耗大，故常用于红外磁光器件。 |
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杨敏 |
张深根 |
