光功能材料非线性光学材料

通常是指其本身的电极化强度特性在强光场作用下能发生感应非线性变化的一类光学介质。其作用原理、分类和用途可参见非线性光学和非线性光学材料。

是指其析射率特性在声波场作用下发生感应变化的一类透明光学介质。在声波场作用下，材料内部的密度发生周期性起伏变化，从而引起折射率的周期性起伏变化，这使介质本身相当于一种相位光栅，从而可对定向入射光束产生衍射作用。对声光材料的要求，是应具有较高的声光作用的品质因数，以及较小的声损耗与光损耗。常用的声光材料有熔石英、高铅玻璃以及钼酸铅(PbMoO)二氧化碲(TeO)和磷化镓(GaP)晶体等。声光材料通常制成声光开关，用来对光进行调制；或者制成声光偏转器，用来对光速指向进行控制（见声光作用）。

通常是指其折射率在外加力场作用下发生感应双折射式变化的一类光学材料，其作用原理是基于弹性-光学效应，亦即在外界力场作用下,材料本身产生弹性力学应变，从而导致折射率的感应变化。常用的弹光材料是一些具有较大弹光系数的透明光学介质，如玻璃、晶体、塑料等，它们多用在光测弹性力学研究中。

指折射率在外加磁场作用下发生感应变化的一类光学材料；其作用原理是基于各种磁光效应，如法拉第磁致旋转、磁致二向色性以及磁致双折射效应等。磁光材料分为抗磁和顺磁材料两类。常用的抗磁材料为特高铅玻璃、硫化砷玻璃等；顺磁材料为含氧化铽(TbO)玻璃以及氧化铕(EuO)、硒化铕(EuSe)晶体，此外还有铁磁晶体如氟化铁(FeF)钇铁石榴石(YFeO)等。在激光技术中，利用特高铅玻璃类材料制成的法拉第旋转器，既可起到一种快速光开关作用，又可起到一种反向光隔离器的作用，有较大的应用价值。

通常是指折射率在外界电场（直流或交变场）作用下发生感应双折射式变化的材料；其作用原理一种是基于线性电光效应（泡克耳斯效应），另一种是基于二次电光效应（光学克尔效应）。线性电光效应的特点是感应折射率变化正比于外界电场强度的一次方，因而要求产生该效应的材料必须是不具对称中心的各向异性晶体；克尔效应的特点是感应折射率变化正比于外加电场强度的二次方，产生该效应的材料可以是具有任意对称性质的晶体或各向同性介质。常用的线性电光效应的材料是诸如磷酸二氢钾(KDP)、磷酸二氢铵（ADP）、铌酸锂(LiNbO)碘酸锂(LiIO)等不具有中心对称性的晶体；常用的二次电光效应的材料是一些具有较大克尔常数的有机液体如硝基苯苯[kg2]CS等 上述两类电光材料通常用来制成光开关元件或光调制元件，由外加电场加以控制。

通常是指在一定泵浦方式作用下，专门用来实现粒子数反转并产生激光发射或放大作用的光学介质（见激光器）。

光学功能材料按其与外场强度的相互关系，分为线性的和非线性的两种。光通过透明的非铁磁性材料时，材料产生的极化场（P）与光波电场（E）的关系如下：

P=X1E X2E2 X3E3 ……式中X为极化系数。在弱光波电场作用下，材料只产生线性极化（式中第一项），称线性光学效应，此时入射光的电磁波频率与材料极化的次级电磁波频率相同，X称一次二阶极化系数。当外加场强增大，材料产生的极化场与光波电场成二次、三次和更高次项关系时，极化的次级电磁波频率与入射光电磁波频率不相同，材料产生非线性光学效应。在外场作用下，产生线性光学效应的材料称为线性光学功能材料；产生非线性光学效应的材料称为非线性光学功能材料。

光学功能材料还可按材料凝聚状态分为气体、液体和固体（晶体、陶瓷、玻璃、薄膜或超晶格）等材料；按应用效应又分为激光频率转换材料、电光材料、声光材料、磁光材料和光感应双折射材料。光学功能材料具有利用光波自身强度和外加电、磁、机械场对光波的强度、频率、相位、偏振进行控制的能力，从而在现代光电子技术中广泛用于实现激光频率转换，改善激光器的脉宽、模式，进行多种光学信息处理等。2100433B

《光电功能材料与器件》在介绍光电功能材料的基本理论、材料种类、器件设计和性能表征的基础上，将已学过的基础理论课如光学、电磁学、固体物理、量子力学等的基本理论与实际材料、器件相结合。

《光电功能材料与器件》的章节设计、内容规划及编写工作均由周忠祥负责，同时参加编写的人员还有宫德维（第一、二、八章）、孟庆鑫（第三、四、八章）、李均（第四、六章）、田浩（第五、七章）。全书由周忠祥、孟庆鑫负责统稿。

2017年6月5日，《光电功能材料与器件》由高等教育出版社出版。