一些单晶体也具有光色互变特性，用白光照射掺稀土元素 (Sm)和铕(Eu)的氟化钙(CaF2)单晶体时，晶体呈绿色；如果这 晶体用紫外光照射一下，绿色就退去，变成无色，如再用白光 照射，又会变成绿色。 对于光色晶体颜色的可逆变化，通常是由于材料中(含微量掺 杂物)存在两种不同能量的电子陷阱，它们之间发生光致可逆
光色材料一个重要用途是作为光存储材料，由于光色材 料的颜色在光照下发生可逆变化，所以产生两种型式的光 学存储，即“写入”型与“消除”型，写入型是用适当的 紫光或紫外线辐射来“转换”最初处于热稳定或非转换态 的材料；消除型是用适当的可见“消除”光对预先在转换 辐射下均匀曝光而变黑了的材料进行有选择的光学消除。
在式中，当hν 1> hν 2时，反应向左边进行，此为着色过程。 而当hν 2＞hν 1或被加热时，反应向右边进行，称为退色过程。 在黑暗中及室温下，由于分子热运动，玻璃也会缓慢退色。
玻璃中加入微量氧化铜会引起敏化剂(即增感剂)作用，促
使上述反应向左进行。Cu+在卤化银的微晶中，是作为空穴的 俘获中心，能提高Ag的着色灵敏度至若干数量级。
电荷转移。在热平衡时（光照处理前），捕获的电子先占据能 量低的A陷阱，吸收光谱为A带。当在A带内曝光时，电子被激 发至导带，并被另一陷阱B(能量高于A陷阱)捕获，材料转换成 吸收光谱为B带的状态，即被着色了。如果把已着色的材料在 B带内曝光（或用升高温度的热激发）时，处于B陷阱内的电 子被激发到导带，最后又被A陷阱重新捕获，颜色被消除。
体熔点不高，易生成大单晶，具有较高的透过率和较宽的透过
波段。但碱卤化合物晶体易受潮解、硬度低、机械强度差、应 用范围受限。
碱土-卤族化合物晶体是另一类重要的离子晶体，如氟化钙 (CaF2)、氟化钡(BaF2)、氟化锶(SrF2)、氟化镁(MgF2)。这类晶 体具有较高的机械强度和硬度，几乎不溶于水，适于窗口、滤 光片、基板等方面的应用。 氧化物晶体中的蓝宝石(Al2O3)、石英(SiO2)、氧化镁(MgO) 和金红石(TiO2)具有优良的物理和化学性质。它们的熔点高、 硬度大、化学稳定性好，作为优良的红外材料在火箭、导弹、 人造卫星、通讯、遥测等使用的红外装置中被广泛地用作窗口 和整流罩等。 在无机盐化合物单晶体中，可作为红外透射光学材料使用的 主要有SrTiO3，Ba5Ta4O15，Bi4Ti3O12等。SrTiO2单晶在红外装 置中主要作浸没透镜使用，Ba5Ta4O15单晶是一种耐高温的近红
这些特点导致了红外线在军事、工程技术和生物医学
上的许多实际应用。
在红外线应用技术中，要使用能够透过红外线的材料，这些
材料应具有对不同波长红外线的透过率、折射率及色散，一定 的机械强度及物理、化学稳定性。
在红外技术中作为光学材料使用的晶体主要有碱卤化合物晶
体、碱土-卤族化合物晶体、氧化物晶体、无机盐晶体及半导体 晶体。 碱卤化合物晶体是一类离子晶体，如氟化锂(LiF)、氟化钠 (NaF)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、溴化钾(KBr)等。这类晶
光色玻璃的性能可根据需要进行调节。改变光色玻璃中感光
剂的卤素离子种类和含量，就可调节使光色玻璃由透明变暗 所需辐照光的波长范围。如仅含氯化银晶体的光色玻璃的光 谱灵敏范围为紫外光到紫光；若含氯化银和溴化银晶体，则 其灵敏范围为紫外光到蓝绿光区域。 光色玻璃熔制后，要进行热处理。通过控制温度与时间， 可控制玻璃中析出的卤化银晶体颗粒大小，从而达到调节光 色玻璃的光色性射和受激辐射
激光晶体
Ruby
Nd:YAG
Nd:YLF
Nd:YVO4
Nd:LSB Nd:Glass
激光炮
激光炮原理
人工晶体
陈创天 发明了被誉为“中国牌晶体”的非线性光学晶体 BBO、LBO。其中BBO晶体获1986年度中科院科技进 步特等奖，LBO晶体获1990年度中科院发明壹等奖， 1991年度国家发明壹等奖。BBO、LBO晶体还分别于 1987、1989年获美国光电子产业界颁发的十大光电子 产品奖。陈创天本人也先后获得1987年度第3世界科学 院化学奖，1990年激光集锦（Laser Focus World）杂志 颁发的工业技术成就奖
范围很宽，从0.7μ m到1000μ m。红外线按波长可分为三
个光谱区：近红外(0.7~15μ m)，中红外(15~50μ m)和远红 外(50~1000μ m)。红外线与可见光一样，具有波的性质和 粒子的性质，遵守光的反射和折射定律；在一定条件下产 生干涉和衍射效应。
红外线与可见光不同之处： （1）红外线对人的肉眼是不可见的； （2）在大气层中，对红外波段存在着一系列吸收很低的 “透明窗”。
着色和退色机理如下：铝硅酸盐玻璃中引入的银盐(0.2～ 0.7%)和卤素(0.2%Ag化学计量)，经过熔化、成型和热处理后， 会使卤化银亚微晶体聚集成一定大小(100~250 Å)，在紫外线或 太阳光等短波长的光线辐照下，将引起光分解，产生胶态银原 子，当银原子集中到一定程度，就形成Ag胶体，产生着色。由 于光分解后的卤素不能从玻璃基体的晶格中逸出，因此，当停 止光辐照后，由于热或长波长的光的作用，银原子与卤素再结 合，又回到原有的卤化银状态：
光学材料
一、萤石的基本性质 （一）矿物名称 萤石（Fluorite）。 （二）化学成分 CaF2 ，含杂质较多，Ca常被Y和Ce等稀土元素替 代，此外还含有少量的Fe2O3 ，SiO2 和微量 Cl，O3，He等。 （三）晶系及结晶习性 萤石为等轴晶系。单晶主要为立方体，少数为菱形 十二面体、八面体。立方体晶面上常出现与棱平行的网格状 条纹，集合体为粒状、晶簇状、条带状、块状等。 （四）光学性质 1．颜色 纯净的萤石为无色，但因含有较多Y、Ce、Ca等 元素，造成萤石结构空位，产生色心而致色，常见的颜色有 浅绿色至深绿色，蓝、绿蓝、黄、酒黄、紫、紫罗兰色、灰、 褐、玫瑰红、深红等
外透光材料。
金属铊的卤化合物晶体，如溴化铊(TlBr)、氯化铊(TlCl)、 溴化铊-碘化铊(KRS-5)和溴化铊-氯化铊(KRS-6)等也是一类 常用的红外光学材料。这类晶体具有很宽的透过波段且只微
溶于水，所以是一种适于在较低温度下使用的良好的红外窗
口与透镜材料。 在半导体材料中，有些晶体也具有良好的红外透过特性， 如硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、硒化镉(CdSe)、碲化镉 (CdTe)、碲镉汞(HgCdTe)等。其中HgCdTe材料是目前最重要 的红外探测器材料，探测器可覆盖l~25μ m的红外波段，是 目前国外制备光伏列阵器件、焦平面器件的主要材料。
拿一般家用电器的红外线遥控器对着相机镜头按 下遥控器按键,同时从相机的LCD 或EVF看是否可见 明亮光点,如果遥控器上的红外灯的光点明显可见那 就是好消息了。
6.2 光色材料
材料受光照射着色，停止光照时，又可逆地退色，这一 特性称为材料的光色现象。这类材料称为光色材料。
人工晶体
偏硼酸钡 BBO晶体
BBO晶片
LBO四硼酸锂晶体
适于用作声表面波器件和体波器件的温度补偿型基片材 料，特别是甚高频和超高频器件。
BTO钛酸钡晶体
钛酸钡晶体光折变晶体在光的全息存储、光通讯、图象处理、激光器频率锁定、光 学神经网络以及干涉仪方面有着很大的应用潜力。
红外材料
可怕的红外镜片
光色材料用于全息存储具有如下特点：(1)存储信息可方 便地擦除，并能重复进行信息的擦写；(2)具有体积存储功 能，利用参考光束的入射角度选择性，可在一个晶体中存 储多个厚全息图；(3)可以实现无损读出。
6.3 红外材料
1800年，英国物理学家赫舍尔发现太阳光经棱镜分光后 所得到光谱中还包含一种不可见光。它通过棱镜后的偏折 程度比红光还小，位于红光谱带的外侧，所以叫红外线。 红外线同可见光一样在本质上都是电磁波。它的波长
6.2.1 光色玻璃
根据照相化学原理制成的含卤化银的玻璃是一种光色材料。 它是以普通的碱金属硼硅酸盐玻璃的成分为基础，加入少 量的卤化银如氯化银（AgCl）、溴化银（AgBr）、碘化银 （AgI）或它们的混合物作为感光剂，再加入极微量的敏化 剂制成，加入敏化剂的目的是为了提高光色互变的灵敏度。 敏化剂为砷、锑、锡、铜的氧化物，其中氧化铜特别有效。 将配好的原料采用和制造普通玻璃相同的工艺，经过熔制、 退火和适当的热处理就可制得卤化银光色玻璃。