【正文】 階躍型折射率光纖 ， 內(nèi)芯和包層間折射率的過渡是階躍的； 梯度型折射率光纖 ， 折射率的分布為從中心軸線沿徑向逐漸減小 。 材料：石英光纖 、 多組分玻璃光纖 、 塑料光纖 、 紅外光纖 、 紫外光纖和有源光 纖等 。 材料的 性能 (2) 光纖的傳光特性和集光本領： 物理基礎是全內(nèi)反射 。 (3) 光纖的色散與損耗： 色散影響光通信系統(tǒng)的傳輸容量和誤碼率 ， 而損耗影響傳輸距離 。 色散種類： 材料色散 ， 本身折射率隨頻率變化 ， 導致不同的頻率分量的傳播速度 的不同而產(chǎn)生色散； 波導色散 ， 依賴于光纖芯徑與波長的比值 ， 與光纖的結構有關； 模色散 ， 適于多模色散 。 損耗是光波在傳輸過程中由于某種或某些因素所致的衰減 。 光纖中的損耗主要有吸收損耗和散射損耗 。 ? 光的發(fā)射： 光發(fā)射目前主要是通過激光器實現(xiàn)的 。 激光的特點： (1) 方向性好 ， 亮度高 ， 能量集中 ， 可在微米級圓斑內(nèi)產(chǎn)生幾萬乃至幾百萬度的高溫； (2) 單色性好 ， 譜線寬度小于 107； (3) 相干線好 ， 即相干長度很長 ， 激光束的相干長度比普通光束要長數(shù)十倍 ， 甚至數(shù)百倍； (4) 激光傳遞信息的容量大； (5) 高簡并度的強激光 ， 因其場強遠大于分子 、 原子內(nèi)庫侖場強 ， 故而它與物質(zhì)相互作用 ， 會引起倍頻 、 和頻 、 差頻等許多新的物理效應 。 材料的 性能 ? 單項性能的評價： 對材料性能的測定需要建立一種廣義力與廣義位移的關系 ，在關系為線性時 ， 材料性能由線性常數(shù)表征 ， 如彈性模量 (σ＝ Eε) 、 熱容 (S=CT)等 。 在關系偏離線性時 ， 材料的性能需要由高階的常數(shù)來描述 ， 如光學晶體在強光照射下的極化率 。 ? 綜合性能的評價： 新材料的發(fā)展提出了一些難以用單項性能進行評價的材料特征 。 如金屬的可焊性 、 材料的加工性 、 高溫氧化氣氛下的抗腐蝕性等 。 由于涉及的因素較多 ， 不同場合使用的側重點也不同 ， 對材料性能的測試提出了更高的要求 ， 需要考慮一個測試體系 ， 創(chuàng)造一個測試環(huán)境 ， 以求所測性能盡可能真實 。 材料的 表征 ? 性能檢測 ? 組織分析 ? 電子與樣品相互作用 材料被一個細的 、 約束較好的聚焦電子束照 射 ， 并且入射束有足夠的 束流以產(chǎn)生顯微分析所需 的信號 。 材料的 表征 (1) 向前散射電子：即透射電子 ， 是電子穿透樣品的部分 。 這些電子攜帶被樣品吸收 、 衍射的信息 ， 用于透射電鏡明場像和透射掃描電鏡的掃描圖像 。 揭示樣品內(nèi)部微觀結構的形貌 。 (2) 非彈性散射電子：這些電子在穿過樣品時損失了部分能量 ， 方向也有微小變化。 用于電子能量損失譜 ， 提供成分和化學信息 。 (3) 彈性散射電子：在晶體材料中 ， 電子按布拉格定律 ， 被具有不同取向及面間距的周期排列原子平面散射不同角度 ， 產(chǎn)生電子衍射圖 ， 提供晶體結構 、 對稱性 、取向和樣品厚度等信息 。 (2dsinθ=nλ) (4) X射線：入射電子在樣品原子激發(fā)內(nèi)層電子后外層電子躍遷至內(nèi)層時發(fā)出的光子， 用于電子照射區(qū)域化學成分的定性和定量分析 。 (5) 背散射電子：入射電子在樣品中經(jīng)散射后再從上表面射出來的電子 。 掃描電子顯微術 、 透射掃描電子顯微術收集這些電子成像可 反映樣品表面不同取向 、 不同平均原子量的區(qū)域差別 。 (6) 俄歇電子：與 X射線一樣由原子內(nèi)殼層電子被入射電子電離而產(chǎn)生 ， 其能量與入射電子無關 ， 可表征原子及電子結構 ， 成為 表征材料表面化學成分 ， 特別是元素偏聚的有力工具 。 (7) 二次電子：由樣品中原子外殼層釋放出來 ， 在掃描電子顯微術中主要用于成像 ，反映樣品上表面的形貌特征 。 材料的 表征 ? 結構表征 顯微結構表征包括觀察組織的形貌，確定其原子排列方式和分析化學組分。 分析方法可按觀察形貌的顯微鏡、測定結構的衍射儀及分析成分的各種譜儀進行分類。 材料的 表征 ? 形貌觀察： 光學顯微術和金相學是在微米尺度觀察材料組織結構的最常用方法 。 (1) 掃描電鏡和透射電鏡把觀察顯微組織的尺度推進到納米 層次 。 掃描電鏡 ——用于材料斷口形貌觀察 ， 其分辨率達納米尺寸； 透射電鏡 +X射線能譜儀 +電子能量損失譜儀 +場發(fā)射槍電子源 (高亮度、 高相干性 )——能在納米尺度上給出材料組織形貌 、 結構和成分 。 (2) 場離子顯微鏡：利用針尖端表面原子層輪廓邊緣的電場不同，借助惰性氣體離子轟擊熒光屏可以得到針尖正面原子排布的投影像，達到，可以直觀顯示晶界或位錯露頭處原子排列及氣體原子在表面的吸附行為。 (3) 掃描隧道顯微鏡：借助一根針尖與表面間的隧道效應電流的調(diào)控，在表面作 X、 Y方向掃描的同時，在保持隧道效應電流恒定的電路控制下，針尖將依表面原子的起伏而在 Z方向游動。 材料的 表征 此外： ? 研究磁性材料表面磁疇和磁場分布的磁力顯微鏡； ? 觀察微電路是電特性的靜電力顯微鏡； ? 近場光學顯微鏡和光學掃描隧道顯微鏡； ? 測量樣品表面微區(qū)溫度變化的掃描熱顯微鏡等 。 材料的 表征 1 10 100 1000 10000 ｎｍ 1 10 μｍ 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 觀 察 倍率 掃 描探 針顯 微 鏡 掃 描 電 子 顯 微 鏡 光學 顯 微 鏡 分辨率 ? 結構測定： (1) X射線衍射：包括粉末照相相分析 ， 高溫 、 常溫 、 低溫衍射儀 ， 背反射譜和透射勞厄照相 ， 測定單晶的四聯(lián)衍射化 ， 織構的極圖測定等 。 從 X射線衍射圖的幾何分布可確定晶體材料的點陣類型和單胞大小 ， 從衍射強度可反推出晶體內(nèi)各原子的位置 。 (2) 電子衍射：透射電鏡結合電子衍射用于測定微細晶體或材料的亞微米尺寸結構 。 (3) 中子衍射：中子受物質(zhì)中原子核散射，輕重原子核對中子的散射能力差別不大，中子衍射有利于測定輕原子的位置。 材料的 表征 ? 化學組分分析： (1) 常規(guī)分析：質(zhì)譜 、 紫外 、 可見光 、 紅外光譜分析 ， 氣 、 液相色譜 ， 光 發(fā)射與吸收譜 ， X射線熒光分析譜 ， 俄歇與 X射線光電子譜， 二次離子譜 ， 拉曼譜 ， 電子探針 ， 原子探針 ， 激光探針等。 (2) 研究晶體缺陷附近的原子排列狀態(tài)： 核磁共振譜儀、穆斯堡爾譜儀、正電子湮沒等。 ? 分析技術的交叉與綜合 (1) 發(fā)展綜合分析技術； (2) 性能測試與顯微組織表征同步進行 。 ? 分析結果的定量化與可視化 (1) 數(shù)據(jù)處理能力的提高使分析定量化； (2) 分析結果的可視化 。 ? 低維材料制備與分析測試結合 、性能與表征技術發(fā)展 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH