新型光学材料

**大学毕业论文-I-摘要光学材料是传输光线的材料，这些材料以折射、反射和透射的方式，改变光线的方向、强度和位相，使光线按预定要求和路径传输，也可吸收或透过一定波长范围的光线而改变光线的光谱成分。光学材料包括发光材料、光纤材料、红外材料和光色材料等。光学材料在国民经济和人民生活中发挥重要作用，也是人类社会必不可少的功能材料。新型光学材料是指近十年来，随着现代光学，光电子及信息技术的发展而兴起的光电数码产品和信息产品所应用的光学材料。其特点是技术含量高，制作难度大，光学性能优异的。本论文着重论述几种现在正在广泛研究并对日常生活起到重要作用的新型光学材料：有机电致发光材料和新型光致发光材料，掺稀土元素光纤和光子带隙型光子晶体光纤，红外材料中热光电红外材料。关键词：新型光学材料；发光材料；光纤材料；红外材料；光色材料**大学毕业论文-II-ABSTRACTOpticalmaterialsarethetransmissionmaterialsoflight,whichchangethelightdirection,intensityandphasebytherefraction,reflectionandtransmission,sothatthelightcantransportthroughpredeterminedpath.Besides,opticalmaterialscanchangethespectralcompositionoflightbyabsorbingorpassingacertainwavelength.Opticalmaterialsincludeluminescentmaterials,fibermaterials,infraredmaterialsandphotochromicmaterials.Opticalmaterialsnotonlyplayanimportantroleinthenationaleconomyandpeople'slives,butalsoareessentialfunctionalmaterialsofhumansociety.Newopticalmaterialsaresuitabletoelectro-opticaldigitalandinformationproductsandriseinpacewithmodernoptics,optoelectronicsandinformationtechnologydevelopmentinthelastdecade.Theyarecharacterizedbyhigh-technology,difficult-produceandoutstandingopticalperformance.Thispaperfocusesonseveralnewopticalmaterialswhichisextensivestudiednowandplayanimportantroleindailylife.Theyare:organicelectroluminescencematerialsandnewphotoluminescencematerials,rareearth-dopedfibermaterials,PBG-PhotonicCrystalFiberandthermophotovoltaicinfraredmaterials.Keywords：newopticalmaterials;luminescencematerials;fibermaterials;infraredmaterials;photochromicmaterials**大学毕业论文-III-目录摘要………………………………………………………..…….….……………...IABSTRACT…..…..…..…..……..………………….……………………..…………….II1前言……………………….…………………………………………….………………..11.1选题背景与意义………...............................…………….………….………..11.2论文研究内容...........................……….......…………….………….………..22新型发光材料........…..............……..….………………………….…..….………….32.1发光材料概述……………………………………………………………..32.1.1发光的过程和特征………………………………………………………..32.1.2发光材料的分类....……..….………………………….…..….………….42.2新型发光材料…………………………….………………...………………..42.2.1有机电致发光材料…………………………….…………………………...42.2.2等离子体显示材料…………………………….…………………………...82.2.3电致变色材料……………………………………………………………113新型光纤材料........…..............……..….………………………….…..…….……….123.1光纤材料概述……………………………………………...………………….123.1.1光纤的产生和发展....……..….………………………….…..…….……123.1.1光纤的结构及分类....……..….………………………….…..…….……123.2新型光纤材料…………………………….………………...………………..143.2.1掺稀土元素光纤材料....……..….…………………………..…….…….143.2.2光子带隙型光子晶体光纤..……..…………………………..…….……154新型红外材料........…..............……..….………………………….…..…….……….184.1红外材料概述……………………………………………...…………………....184.1.1红外线与红外材料……………………………...……………….………184.1.2红外材料的用途………………………………………………………..184.2新型红外材料……………………………………………………...…………..194.2.1热光电应用中的红外材料........................................................................194.2.2红外光学中的常用材料…………………………………………………215新型光色材料…………………………………………………………………………235.1光色材料概述………………………………………………………………….235.1.1光色材料的变色过程…………………………………………………..235.1.2光色材料的分类………………………………………………………..23**大学毕业论文-IV-5.2新型光色材料………………………………………………………………….245.2.1多酸及多酸盐材料……………………………………………………...245.2.2螺吡喃类化合物………………………………………………………...25结论......................………….………….……………………..….……...…..….………...26参考文献......................…………….…………………..….…..……………….………….27致谢......................………………….……………………..…….…………...…………….28附录......................…………………..……....…...…...…...…………………….………29**大学毕业论文-1-1前言1.1选题背景与意义光充满着整个宇宙，各种星体都在发光：远红外光、红外光、可见光、紫外光，以及X射线等。人类生活在光的世界里，白天靠日光，黑夜靠灯光，夜间还要靠星光。要利用光，就要创造工具，就要有制造工具的材料—光学材料。春秋战国时期，墨子就研究光的传播规律，出现了最古老的光学材料—青铜反光镜。17世纪，瑞士人纪南熔制出光学玻璃，主要用于天文望远镜；随后，欧洲出现了望远镜和三色棱镜，人造光学玻璃成为主要光学材料。20世纪初，以望远镜、显微镜、光谱仪以及物理光学仪器四大类为主体，建立了光学工业。科学研究、工农业生产和人类生活等需要使用显微镜、望远镜、经纬仪、摄像机等各种光学仪器，核心部分都是由光学材料制造的光学零件。光学材料已成为人类社会必不可少的功能材料。光学材料是传输光线的材料，这些材料以折射、反射和透射的方式，改变光线的方向、强度和位相，使光线按预定要求和路径传输，也可吸收或透过一定波长范围的光线而改变光线的光谱成分。光学材料包括发光材料、光纤材料、红外材料和光色材料等。随着越来越多的发光材料的出现，推动了显示技术以及照明技术的发展，LED作为一种绿色照明技术，受到了国家和社会的重视，以液晶显示(LCD)，等离子体显示(PDP)，有机发光二极管显示(OLED)为代表的显示技术在人们的日常生活中起着重要作用。光纤以及随后出现的各类光纤材料，极大推动了通信技术的发展，是通信历史上的一个转折点，进入了光纤通信的时代。红外材料使人们把对光的探索带到了红外光波段，因为与热辐射有密切关系，使得红外光对对人类具有重要的应用价值。光色材料在光波导，光调制以及光存储中具有重要的作用。事实证明，光学材料在科学研究，国民经济和人民生活中发挥重要作用。新型光学材料是指近十年来，随着现代光学，光电子及信息技术的发展而兴起的光电数码产品和信息产品所应用的技术含量高，制作难度大，光学性能优异的光学材料。新型光学材料以其优异的特性和广泛的应用得到了世界的关注，成为材料领域研究的热门领域。我国对新型光学材料的研究也已经有了长足的进展，在光学晶体的制备方面已达到世界先进水平，但总体上还不能满足高科技发展的需要[1]。开展对光学材料的研究，对促进我国新型光学材料事业的发展，更好的服务于科技和国防现代化建设，促进我国经济社会的发展，推动人们生活水平的提高，超赶世界先进水平具有积极的带动作用。**大学毕业论文-2-1.2论文研究内容1.光学材料特性不同的光学材料之所以发挥着不同的作用，就是因为它们有不同的特性。本论文首先分析发光材料，光纤材料，红外材料以及光色材料的特性，如它们的应用原理和一些基本特征。力求阐述每种光学材料的与众不同之处，并以此为基础，对其潜在价值加以研究。2.光学材料的最新进展如同其他事物一样，光学材料从诞生之日起，就一直在不断发展。现在的光学材料不仅包括从传统的光学材料(如透镜和普通光学玻璃),更与现代科技相融合，产生了许多高性能的光学材料。本论文致力于研究目前主流的并具有广泛应用价值的新型光学材料，论文主要涉及研究的新型光学材料有：(1)有机电致发光材料，新型PDP材料，电致变色材料等新型发光材料；(2)掺稀土元素光纤材料,光子带隙型光子晶体光纤等新型光纤材料；(3)热光电应用中的红外材料以及红外光学中的常用材料；(4)多酸及多酸盐材料，螺吡喃类化合物等新型光色材料。3.光学材料的发展方向：(1)超高密度高分子存储材料：开发存储密度高的高分子材料；(2)高分子传输材料：研究和开发应用于通讯传输的具有较高光学透过性，光学均匀，且高折射率、低光损耗的高分子塑料光纤；(3)高分子显示材料：有机／高分子电致发光材料、高分子液晶材料等，其发展方向为开发出具有高的电致发光效率、低驱动电压，具有不同发光波长（彩色）和长寿命的各种发光器件。**大学毕业论文-3-2新型发光材料2.1发光材料概述2.1.1发光的过程和特征一、发光的过程发光是一种物体把吸收的能量，不经过热的阶段，而直接转换为光辐射的现象。吸收能量，然后转