第三章功能玻璃材料报告.ppt

它是衡量光纤集光性能的主要参数。即： 　　无论光源发射功率多大，只有2θc张角内的光，才能被光纤接收、传播(全反射)；NA愈大，光纤的集光能力愈强。 　　产品光纤通常不给出折射率，而只给出NA。石英光纤的NA=0.2～0.4。 数值孔径的物理意义 第三节　光色玻璃 　　物质在触及到光或者被光遮断时，其化学结构发生变化，其中的部分吸收光谱发生改变。　　 　　我们把出现可逆的或不可逆的显色、消色现象的物质称为光致变色材料。 　　光色玻璃就是其中的一类光致变色材料。 1．阶梯温度处理 　　阶梯温度处理一般采用分段的方式进行。 　　第一阶段是在一定温度下保温，使玻璃中产生尽可能多的晶核； 　　第二阶段是在较高一些的温度下，令晶体生长，使基础玻璃转化为以微晶结构为主的微晶玻璃。 　　多数微晶玻璃经过两个阶段热处理就完成了全部结晶化过程。 　　有时，有些微晶玻璃也需要在更高的温度下进行第三次热处理，才能得到所需设计的晶相。 低膨胀微晶玻璃热处理过程图 　　例如，用Li2O--Al2O3--SiO2系统生产低膨胀微晶玻璃时，就要分三个阶段热处理才能得到不透明的制品，如下图所示。 2．等温处理 　　某些系统的基础玻璃，由于晶核形成的温度区域与晶体生长的温度区域重叠。因此，在它们共同范围中的某一温度下，能同时进行晶核形成和晶体生长两个过程。 　　当基础玻璃中的晶核形成和晶体生长两个过程同时进行时，可以采用等温处理来进行微晶化处理。 　　热处理时，应注意选择适当的晶化速度，以避免制品软化变形或应力过大而破裂。 四、微晶玻璃制备工艺 生产方法 压延法： 烧结法： 将生料融成玻璃液，然后将玻璃液压延，经热处理再切割成板材。 压延法 先将生料熔融成玻璃液，淬冷成碎料，然后将碎料倒入模具铺平，放入窑炉中热处理得到微晶玻璃板材。 烧结法 　　压延法能连续流水生产、热耗低，但品种单一； 　　烧结法能做到品种多样，但工艺复杂，对模具要求高，成品气泡多是其主要的弱点。 压延法和烧结法优缺点 五、复相微晶玻璃 　　传统的微晶玻璃是通过高温熔融获得玻璃后再经过热处理得到的。随着溶胶--凝胶科学技术的发展，微晶玻璃的研究领域也大大扩展。 　　近年来，利用溶胶--凝胶方法获得了一系列重要的微晶玻璃材料，尤其是在非线性光学、功能材料、电子材料等领域。这些新型的微晶玻璃展示了重要的应用前景和特有的科学研究价值。 　　复相微晶玻璃是在复相陶瓷的基础上提出的，它是一类重要的具有独特性能的新型微晶玻璃。 　　从广义上讲，复相微晶玻璃是指微晶功能相同玻璃相之间通过相的复合，从而获得具有一系列特殊性能的新型功能材料。　　 　　复相微晶玻璃按照功能相的不同进行分类，主要有以下几种。 　　(1)金属单质复相微晶玻璃 　　(2)氧化物半导体复相微晶玻璃 　　(3)化合物半导体复相微晶玻璃 　　(4)铁电复相微晶玻璃 　　　(5)铁磁复相微晶玻璃 第二节 光导纤维玻璃 　　玻璃光导纤维是重要的高科技纤维之一，它已成为现代光通信领域不可缺少的纤维材料。 　　玻璃是制造光导纤维的基本材料，制造光导纤维的玻璃有特定的要求，它必须有高度的光学均匀性和透明性，满足一定光学常数要求，良好的化学稳定性及机械强度等，因而制造光导纤维的玻璃形成了新型玻璃材料的一个重要区域。 光纤传输系统一般由三部分组成： ①光信号发送端； ②用于传送光信号的光纤； ③光信号的接收端。 一、光纤传输系统的构成 　　由于光纤通信具有容量大、质量高、抗干扰能力强、保密性好等优点，目前，光缆已逐渐取代了由金属构成的明线和电缆，成为承载电话、传真、图像、数据等各类通信业务的基础。 二、光纤的结构 　　光纤(fiber)—光导纤维的简称。 　　材料-----由高纯度的石英玻璃为主, 掺少量杂质锗、硼、磷等。 形状-----细长的圆柱形，细如发丝(通常直径为几微米到几百微米)。 纤芯 包层 涂覆层 　　典型的光纤结构自内向外为纤芯、包层及涂覆层。 　　通常，在涂覆层包层外面还有一层起支撑保护作用的套层。 n1 n2 n2 n1 n2 　　包层的外径一般为125μm(一根头发平均100μm)，在包层外面是5-40um涂覆层，涂覆层的材料是环氧树脂或硅橡胶。 纤芯 包层 涂覆层 　　常用的62.5/125μm多模光纤，指的就是纤芯外径是62.5μm，加上包层后外径是125μm。 　　而单模光纤的纤芯是4~10μm，外径也是125μm。 纤芯 包层 涂覆层 　注意：纤芯和包层是不可分离的，纤芯与包层合起来组成裸光纤，光纤的光学及传输特性主要由它决定。 　　用光纤工具剥去外皮（Jacket）和塑料层（Coating）后，暴露在外面的是涂有包层的纤芯。实际上