第四章信息材料及器件

第四章信息材料及器件

第一节前言第二节光导纤维第三节信息存储材料

2023/12/14第一节前言

一、信息材料的基本概念

现代信息技术是以微电子学和光电子学为基础；以计算机与通信技术为核心；对各种信息进行收集、存储、处理、传递和显示的高技术群。2023/12/14对各种信息的收集、存储、处理、传递和显示信息收集功能器件信息存储功能器件信息处理功能器件信息传输功能器件信息显示功能器件每种器件都是以信息材料为主构成的。2023/12/14

①具有信息收集功能的器件主要有:

传感器和探测器如对温度变化有传感作用的器件：热敏电阻——PTC、NTC热敏材料

对光有传感作用的器件有：光敏电阻、光敏二极管、光电探测器、红外探测器等——光敏电阻材料、半导体光电探测器材料

对气体种类和含量有传感作用的器件：气敏传感器——n型或p型金属氧化物半导体气敏材料

对湿度变化有传感作用的器件：湿敏传感器——湿敏陶瓷2023/12/14

②具有信息存储功能的器件主要是一些存储器。例如固定只读存储器（ROM）可编程只读存储器（PROM）磁带各种磁盘光盘

相应这些存储器有对应的信息存储材料。

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③具有信息处理功能的器件分为

微电子信息处理器件光信息处理器件各种晶体管各种调制器二极管振荡器集成电路放大器用于制作这些器件的材料有：硅、锗等半导体材料、GaAs系列、InP系列等等。2023/12/14

④具有信息传输功能的器件主要是指：光通信、微波通信、移动电话通信等的器件。光纤通信系统微波通信移动通信光纤光缆手持式终端手机光纤连接器卫星定位系统用户身份识—光纤分路器有源阵天线别模块—SIM卡用于这些器件的材料有：各种光纤材料、半导体激光器材料、微波铁氧体材料、微波介质陶瓷等等。

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⑤具有信息显示功能的器件主要是：阴极射线管、液晶显示、等离子体显示、电致发光显示、真空荧光显示等各种平板显示器。其材料有：用于液晶显示的非晶硅、多晶硅用于等离子体显示的红、绿、蓝三基色荧光粉用于电致发光显示的掺Cu、Al、Mn的ZnS基质发光粉等等。2023/12/14二、信息材料的发展历程

信息材料的发展历程也就是微电子技术和光电子技术的发展历程。硅半导体晶体管硅集成电路技术微电子技术2023/12/14

20世纪初硅被用于无线电通信器件之一的矿石检波器。

20世纪20~30年代量子力学理论和pn结概念的提出以及高纯硅材料的研制成功促进了硅材料的发展。

1941年锗的载流子迁移率高，被成功用于制作二极管。2023/12/14

1947年贝尔实验室研制成功全世界第一个锗点接触式三极管，把锗材料的研究推向了新的高潮。

1950年第一颗锗单晶拉制成功，推动了锗生产技术的飞跃发展。

1952年第一颗硅单晶拉制成功，由于硅技术的突破晚于锗，因此这一时期仍以锗的研究为主。

这时，英国的达默率先提出了集成电路的概念，目的是把大量晶体管、电阻、电容等电子元件小型化、微型化并构成尽可能小的电路。2023/12/14

1958年美国得克萨斯仪器公司终于实现了达默的设想，用锗材料制成了世界上第一块集成电路。

1959年美国仙童公司采用平面工艺和pn结隔离技术，制成了第一块硅集成电路。其平面工艺为后来大规模集成电路发展奠定了基础。2023/12/14

由于集成电路平面工艺的出现，导致硅材料和锗材料在半导体技术中的地位发生了逆转。

主要因为硅材料除了载流子迁移率比锗稍差之外，许多性能都优于锗。

①硅的禁带宽度比锗高，故硅的工作温度高，更适于功率器件的制作；②硅在高温下能氧化成二氧化硅薄膜，其薄膜兼有杂质扩散掩膜、绝缘膜和保护膜三重功能，故硅很适合集成电路平面工艺；③硅的受主和施主的扩散系数几乎相同，可为集成电路的工艺制作提供更大的自由度。硅的这些优点使其至今在集成电路中仍然占有最重要的地位。

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1998年

IBM公司用SOI材料（称为绝缘层上的硅材料，为新一代的硅材料）研制成功计算机用的高速、低功耗中央处理器芯片，这一成功，说明SOI技术可以用来取代传统硅集成电路技术。

SOI材料的主要优点是：寄生电容小、功耗低、集成度和电路速度高、抗辐照和耐高温性能好。

SOI技术被国际公认为是21世纪的微电子技术。2023/12/14

2000年

IBM已决定在0.18μm以下线宽的集成电路生产线中全部采用SOI材料。英特尔、摩托罗拉、德州仪器、三菱等集成电路巨头纷纷投巨资开发SOI材料和相关的集成电路产品。2023/12/14光电子技术的发展

光电子技术半导体激光器技术光纤通信技术光存储技术光显示技术光电探测技术光信息处理技术光电子集成回路技术2023/12/14

激光是光通信、光存储、光显示和光电子集成回路的光源和信息载体。半导体激光材料是光电子技术的主导产品。作为激光器的半导体材料很多，但最主要可分为GaAs和InP两个系列。

1962年第一个GaAs半导体激光器问世，但效率低，且只能在低温工作，不能使用。2023/12/14

1963年有人提出了异质结结构激光器的概念。

1969年出现了第一个GaAs/AlGaAs异质结激光器，可在室温工作，工作电流已达到较低的水平。

20世纪80年代末研制成功了无Al的InGaAsP材料的半导体激光器。2023/12/14

早期半导体激光器的研发主要针对光通信方面的应用。如适用于1.3μm波长和1.55μm波长的激光器材料：InGaAs、InGaAsP、AlGaInAs等。

20世纪80~90年代以光盘为代表的光存储技术及产业发展迅猛，第一代CD系列光盘使用780~830nm的红外激光光源，GaAs/AlGaAs和GaAs/InGaAsP半导体材料满足这一要求。2023/12/14

由于对光盘存储密度的要求越来越高，发展出了DVD光盘。

红光波段（650nm）激光器用于目前的DVD光盘，对应材料为InGaAlP。

蓝光波段（405nm）激光器用于高密度DVD光盘，即蓝光盘（BD），对应材料为InGaN。2023/12/14

在半导体异质结材料的开发过程中，为了降低域值电流、获得大功率的激光输出和提高光束质量，半导体激光器后来都采用了量子阱结构。

量子阱结构：厚度仅为1~10nm的异质结结构。

在量子阱结构的基础上，人们又采用了应变量子阱结构，通过控制外延层的厚度，解决了材料开发过程中出现的晶格失配问题。

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因此，半导体激光材料经历了同质结构、异质结构、量子阱结构材料和应变量子阱结构材料的发展历程。

人们用这些材料制成了蓝光、红光、近红外波段和2~3μm中红外波段的各种半导体激光器。2023/12/142023/12/14气体激光器

介质是气体的激光器，此种激光器通过放电得到激发。

氦氖激光器：最重要的红光放射源（632.8nm）。

二氧化碳激光器：波长约10.6μm（红外线），重要的工业激光。

一氧化碳激光器：波长约6-8μm（红外线），只在冷却的条件下工作。

氮气激光器：337.1nm(紫外线)。

氩离子激光器:具有多个波长，457.9nm(8%)丶476.5nm(12%)丶488.0nm(20%)丶496.5nm(12%)丶501.7nm(5%)丶514.5nm(43%)（由蓝光到绿光）。

氦镉激光器：最重要的蓝光（442nm）和近紫外激光源（325nm）。固体激光器

介质是固体的激光器，此种工作物质通过灯丶半导体激光器阵列丶其他激光器光照泵浦得到激发。

红宝石激光器：世界上第一台激光器，1960年7月7日，美国青年科学家梅曼宣布世界上第一台激光器诞生，这台激光器就是红宝石激光器。

如Cr:Al2O3激光器工作波长：6943Å。

Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）：最常用的固体激光器，工作波长一般为1064nm，这一波长为四能级系统，还有其他能级可以输出其他波长的激光。

Nd:YVO4（掺钕钒酸钇）：低功率应用最广泛的固体激光器，工作波长一般为1064nm，可以通过KTP,LBO非线性晶体倍频後产生532nm绿光的激光器。

Yb:YAG（掺镱钇铝石榴石）：适用於高功率输出，这种材料的碟片激光器在激光工业加工领域有很强优势。

钛蓝宝石激光器：具有较宽的波长调节范围（670nm～1200nm）2023/12/14三、信息材料的应用范围

广义上讲，所有应用信息技术的领域，都是信息材料的应用范围。它分为军用和民用。

军用：侦察、监视、夜视、电子对抗、武器精确制导、飞机和导弹的惯性导航、火炮控制、军事通信、模拟训练等；

民用：通信、广播、办公室自动化、工业生产自动化、医学诊断和治疗、遥感测绘、音像娱乐、科学研究等。2023/12/14第二节光导纤维及光器件一、光导纤维（光纤）的发展历史

20世纪60年代中期，高锟等人提出了关于降低石英光纤损耗的设想，并预测光纤通讯的未来。从理论上推测出石英光纤的损耗可以降低到20dB/km。

1969年，日本首先研制出第一根通信用光纤，但损耗超过100dB/km。

2023/12/141970年，美国康宁公司采用所谓粉末法制出了损耗为20dB/km和4dB/km的光纤，从而极大地引起了各国学者的重视。1974年美国贝尔研究所采用化学气相沉积法（MCVD）制得了0.2dB/km(1.55μm)的光纤，该值接近石英光纤的理论损耗值0.18dB/km(1.55μm)。2023/12/141977年，武汉邮电科学研究院研制出公里级低损耗的石英光纤，850nm波长衰耗为20dB/km，达到了较好的衰减水平，并成功进行国内首次彩色电视信号传送试验。2023/12/14

与之同时，日本茨城电气通信研究所采用轴向气相沉积法“VAD”法制造光纤预制棒，使光纤通信趋向实用化。这一技术从开发到实用前后不到10年，发展相当迅速。目前光纤通信已成为信息高速公路的重要组成部分。2023/12/14图4-1.早期和目前商品化石英光纤的损耗谱示意图2023/12/14

由图可见，位于1.38um处的OH-离子吸收峰将石英光纤的低损耗区域分割成1.31um波段和1.55um波段两个窗口。目前的光纤制作工艺已经完全消除水分所带来的OH-离子吸收峰，使光纤在1.28~1.70um的广阔区域内均具有接近Rayleigh散射极限的极低传输损耗。2023/12/14二、光纤通信系统的发展历史1、早期的850nm光纤通信系统

在20世纪70年代中期，由于光纤制作工艺技术的限制，当时制得的光纤最低损耗约为4dB/km，位于850nm处。其通信系统构成为：GaAlAs/GaAs半导体激光器—光纤—Si光电探测器

系统的传输损耗小于100dB/km，中继距离为10km。2023/12/142、1.31um光纤通信系统20世纪80年代，光纤制作技术的进步显著降低了OH-离子浓度，出现了两个极低损耗窗口：1.31um----0.35dB/km1.55um---0.2dB/km第二代光纤通信构成：InGaAsP/InP激光器—光纤—Si光电探测器特点：中继距离为50km，传输速率为：1.7Gb/s。2023/12/143、1.55um光纤通信系统

特点：最低损耗，约0.2dB/km。

无中继传输距离可达80—100km

一般采用掺铒光纤放大器（EDFA）提升功率。2023/12/144、网络全光化

最终用户需求：

廉价而优质的各种语音、视频和数据通信业务。

两大障碍：A、“电子瓶颈”问题

网络节点技术是基于电的数字处理技术。因此整个网络的性能受到电子设备处理速度的制约。

2023/12/14B、用户与中心局或远程终端间的网络连接（接入网），所谓“最后一公里”问题

目前向最终用户提供宽带业务的用户线主要采用双绞线和同轴线等带宽极其有限的电接入技术，无法实现与光纤传输网相适应的宽带接入。

因此必须降低最终用户的光纤终端设备的价格，才能真正实现光纤到户（fibertothehome,HTTH）和光纤到办公桌（fibertothedesk,HTTD）。

2023/12/14电缆通信与光纤通信比较电缆通信：声音变成电信号，通过铜导线把电信号传输到对方。光导纤维（简称光纤）通信：记录着声音的电信号变成光信号，然后通过玻璃纤维把光信号传输到对方，最后又把光信号转变成电信号。2023/12/14光纤通信具有电缆通信无法比拟的优点

（1）损耗低，频带宽，容量大。（2）不受电磁场干扰，保密性能优良。（3）重量轻，体积小。（4）节省铜资源等优点。2023/12/14三、光纤构成及分类

光纤一般分三部分构成：芯部、包层、保护层。

图4-2光纤的构成2023/12/14各部分材料：芯部：用来导光。非晶态的SiO2、掺杂GeO2、P2O5等。包层：保证光全反射只发生在芯内。一

般由高硅玻璃构成，其折射率要

与芯部匹配，减少光的散射损失。

保护层：保护光纤不受外界作用和吸收

诱发微变的剪切应力。由尼龙

材料作成。2023/12/14光纤的分类按芯部折射率变化来分类：突变（阶跃）型光纤、渐变（梯度）型光纤。按光在光纤中传播的模式分类：单模光纤、多模梯度型光纤、多模阶跃型光纤。多模阶跃型光纤多模梯度型光纤

单模光纤图4-3光纤的种类2023/12/141、梯度型多模光纤

包括Ala、Alb、Alc和Ald类型。

它们可用多组分玻璃或掺杂石英玻璃制得。

特点：A、制备选用的材料纯度比大多数阶跃型多模光纤材料纯度高得多，以保证降低光纤衰减。B、由于折射率呈梯度分布和更低的衰减，所以梯度型多模光纤的性能比阶跃型多模光纤性能要好得多。C、一般在直径（包括缓冲护套）相同的情况下，梯度型多模光纤的芯径大大小于阶跃型多模光纤，这就赋予梯度型多模光纤更好的抗弯曲性能。2023/12/14表4-1四种梯度型多模光纤的主要性能2023/12/14A1aA1bA1cA1d2、阶跃型多模光纤

包括A2、A3和A4三类九个品种。

特点：A、具有大的纤芯和大的数值孔径，所以它们

可更为有效地与非相干光源，例如发光二极管(LED)耦合。B、链路接续可通过价格低廉的注塑型连接器，从而降低整个网络建设费用。可能的主要应用是在光纤到户（FTTH）和光纤到办公室（FTTD）技术中作为光纤用户线使用。2023/12/143、单模光纤

特点：A、包层直径要比芯径大十多倍，以避免光损耗。B、衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点，作为一种理想的光通信传输媒介，在全世界得到极为广泛的应用。2023/12/14单模光纤的主要类型和主要规范ITU-T关于单模光纤的产品规范有G.652，G.653，G.654，G.655等建议文件。G.652：光纤结构简单，技术成熟，是目

前实际使用量最多的单模光纤。

零色散波长位于1310nm，在1550nm处有色散。2023/12/14G.653：又称色散位移光纤，在1550nm波段具有零色散值，其目的是使光纤的最低损耗和最小色散同时出现在1550nm波段，充分利用该窗口的低损耗特性。G.654：为了获得超低损耗而设计的纯石英芯和掺氟包层下陷型光纤。

G.655：又称非零色散位移光纤。综合考虑光纤损耗、EDFA工作波段、色散特性和非线性效应。2023/12/14图4-4单模光纤折射率剖面的主要类型2023/12/144、特种光纤A、稀土掺杂光纤

在石英玻璃中掺杂Er3+、Nd3+离子可以分别产生1.55um和1.3um波段的荧光辐射，对应于石英光纤的两个重要低损耗通信窗口。采用泵浦方式可使掺杂Er3+、Nd3+离子的石英光纤受激辐射，从而对两个通信波段的光信号进行相干功率放大。因此该光纤对光纤通信技术具有极端的重要性。2023/12/14B、光子晶体光纤

光子晶体：指折射率在空间呈波长级周期性分布的光学介质结构。由于光在周期性折射率结构中的行为类似于电子在普通晶体内周期势场中的运动，因此称为光子晶体。

特性：

（1）反常色散—折射率随波长增加而增大。

（2）光子禁带—某一频率范围的光无法在光子晶体中传输。

2023/12/14光子晶体光纤：指折射率分布在除光纤轴心外的

光纤横截面上呈亚波长级二维周

期性或准周期性分布的光纤结构。为了获得较大的折射率对比度，目前的光子晶体光纤主要由石英光纤横截面上周期排列的空气孔组成。如图4-5。2023/12/14C、塑料光纤

指用聚合物或有机玻璃等材料制成的光纤。

常用材料有：聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、聚碳酸酯、聚苯乙烯和氟塑料等。

特点：

重量轻、柔韧性好、抗绕曲、易于接续、低材料色散、廉价。2023/12/14

塑料光纤在近红外至可见光波段具有最低损耗，传输损耗达9~1000dB/km。

表4-2塑料光纤的主要类型和标准2023/12/14四、光导原理光导纤维的波导构造是由折射率高的芯和折射率低的包层组成的。

芯的作用：是将入射端的光线传输到接受端。

芯和包层的交界面是折射率差的界面，该界面不使光线透过，构成光壁，以保证芯的导光。要使光线在芯部正常导光，就必须使入射光线在芯和包层的界面（光壁）上产生全反射，其原理如图4-3中的A所示。

2023/12/14图4-5光纤接受与传输光线原理图A-发生全反射

B-发生光的散射2023/12/14发生全反射的条件：

n1sinΦ1=n2sinΦ2Φ1Φ2当Φ2为90度时，折射线将沿着界面传播。此时Φ1为发生全反射的入射角；当入射角大于Φ1时，只有全反射。n1>n22023/12/14五、光纤的损耗光在光纤中传播是有损耗的，这是光纤通讯中最重要的问题。

下图形象地表示一脉冲光信号在光纤中传播的能量损耗。图4-4光的能量损失2023/12/14光纤的损耗可概括如下：

光纤总损耗材料本征损耗材料非本征损耗本征吸收损耗本征散射损耗紫外吸收（电子跃迁）红外吸收（分子振动）瑞利散射拉曼散射杂质吸收结构缺陷散射过渡金属OH基（水）折射率分布不匀芯-包层界面不平整气泡、结晶、弯曲等2023/12/14

从以上可看出,一旦确定了材料,材料的本征损耗就无法改变。人们只有在非本征损耗的降低上做出努力。光纤的损耗以dB/km为单位表示：1dB/km=-10×

（1/L）lg（I/I0）如果损耗是2dB/km,则光传输1km后约有60%的光保留下来。如果损耗是0.5dB/km,则光传输1km后约有90%的光保留下来。2023/12/14

光纤中杂质的吸收：主要是Fe、Co、Ni等过渡金属杂质离子在可见和近红外区有强的吸收,这要在原料的纯化过程中通过除去过渡金属杂质离子而加以解决。而结构缺陷则是在工艺上应小心注意的。在目前的技术范围内,与波长四次方成反比的瑞利散射和OH基的吸收是损耗的主要原因。OH基在2.73μm有一大的基本吸收峰,其高次谐波在0.94μm、1.24μm和1.38μm处也产生吸收。瑞利散射：因为玻璃是非晶态，原子排列是混乱的，单位体积原子数并不固定。这种结构的电子与传播的光子相互作用，常常引起光传播的延迟，并离开光纤，造成能量损失。2023/12/14图4-6为长波瑞利散射极限和损耗与波长的关系。

损耗最低处为1.55μm。尽量避免使用接近1.38μm的光源。超过1.6μm后，石英玻璃本身与光子作用很强，成为能量吸收者。因此，必须研究新的材料系统。如氟化物光纤。2023/12/14六、光纤的制造石英光纤的组成:

以SiO2为主,为使光纤的折射率分布不同,需要加入改变折射率的材料。在石英玻璃中作为调节折射率的物质有GeO2、P2O5、B2O3、含F化合物等。使折射率增大使折射率减小2023/12/14光纤制备方法

目前国际上已研究开发出的光纤制备方法有两大类技术十多种具体的工艺方法：2023/12/14光纤制备气相沉积技术非气相沉积技术外部化学气相沉积法（OVD）轴向化学气相沉积法（VAD）改进的化学气相沉积法（MCVD）等离子化学气相沉积法（PCVD）等离子改良的化学气相沉积法（PMCVD）轴向和横向等离子化学气相沉积法（ALPD）界面凝胶法（BSG）熔融法（DM）玻璃分相法（PSG）溶胶-凝胶法（SOL-GEL）机械挤压成型法（MSP）1、气相技术

气相反应沉积法是目前普遍采用的光纤制备工艺。

原理：

将液体的SiCl4和其它卤化物转变为气体，在一定条件下进行化学反应生成掺杂的高纯石英玻璃。

★液态的卤化物纯度极高，当用高纯氧为载气，将卤化物气体带入反应区（增加了一个“蒸馏”过程），从而进一步提纯反应物达到严格控制过渡金属离子的目的。

2023/12/142、气相技术工艺流程制备光纤采用的是高纯的液态卤化物原料，如SiCl4、GeCl4等，经气体混合气相沉积反应，缩棒制成预制棒，再将预制棒置于高温拉丝炉内对棒加热软化拉制成符合外径要求的光纤。图4-7为其工艺流程图。2023/12/14原料制备原料提纯气相沉积制棒拉丝炉拉丝预涂覆筛选合格光纤性能检测纯度分析质量控制(1)原料制备与提纯

采用气相技术制备光纤预制棒，所用原料为液态卤化物，即：SiCl4、GeCl4、POCl3、BBr3、AlCl3、BCl3等。其中SiCl4是制作光纤的主要原料，占光纤成份总量的85%~95%。下面介绍的SiCl4制备。2023/12/14

第一步：制备

用工业硅在高温下氯化制得粗SiCl4，反应如下：Si+2Cl2SiCl4

该反应特点：放热反应。易反应温度过

高而生成Si2Cl6和Si3Cl8。

采取措施：控制氯气流量。

反应生成的SiCl4蒸气流入冷凝器，即可制得SiCl4液体原料。2023/12/14

光纤原料的纯度要求99.9999%，故需要进一步提纯。

第二步：提纯

SiCl4中含有四类杂质：

（1）金属氧化物

（2）非金属氧化物

（3）含氢化合物

（4）络合物

经过提纯，可使的SiCl4金属杂质含量为5ppb左右，含氢化物SiHCl3<0.2ppm。2023/12/14远远高于SiCl4的沸点（57.6°C）--精馏提纯与SiCl4的沸点相近—吸附提纯（2）预制棒制作

光纤预制棒的折射率分布是通过控制在纯石英（SiO2）中各种微量掺杂材料的种类和浓度而实现的。

常用的掺杂元素有：

锗、磷、铝、硼、氟等。

提高折射率降低折射率2023/12/14

在微量掺杂时，材料的折射率与掺杂浓度成正比。

图4-8为在1.55um处各种掺杂石英玻璃的折射率随掺杂浓度的变化。

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折射率的调整：

根据掺杂剂的浓度可以逐渐地变化给出梯度折射率分布，或维持不变而给出阶跃折射率分布。

沉积过程：

一般是在一个基靶表面上或在一根空心石英玻璃管内，沉积以一层一层堆积方式而叠高的。当用空心管沉积时，必须将管熔缩成一根供拉丝用的实心预制棒。2023/12/14气相沉积法所涉及到的化学反应SiCl4+O2SiO2+2Cl2GeCl4+O2GeO2+2Cl24POCl3+3O22P2O5+6Cl24BCl3+3O22B2O3+6Cl24SiCl3F+3O24SiO1.5F+6Cl2掺氟也可以是如下反应：SiF4+3SiO24SiO1.5F2023/12/14高温高温高温高温高温气固平衡图4-9给出了四种气相沉积法工艺图2023/12/14原料：SiCl4、GeCl4、SiF4

、POCl3、BCl3、O2等火焰水解气相沉积轴向沉积（VAD）外部气相沉积（OVD）改进的气相沉积（MCVD）等离子气相沉积（PCVD）熔缩成棒预制棒拉丝（1）MCVD(ModifiedChemicalVaporDeposition)法,又叫管内淀积法，改进的化学气相沉积法

1974年，由美国AT&T公司贝尔实验室和英国南安普顿大学研究发明的。该法是在石英玻璃管内壁淀积掺有P2O5和B2O3的SiO2。为此将SiCl4和POCl3和BBr3用O2作为载流气体。当含有原料的载流气体通过高温加热旋转的玻璃管时，卤化物气体与O2就发生气相反应生成氧化物微粒淀积在玻璃管内壁。2023/12/143、四种气相沉积法

当沉积到一定的程度后，加热玻璃管使内部的多孔性氧化物微粒熔缩中实形成透明的玻璃棒。该玻璃棒通常称作光纤预制棒。预制棒在径向上使沉积的玻璃层成分逐层变化，由此形成折射率的分布层。VAD法2023/12/14图4-10三种气相沉积工艺示意图（2）OVD(OutsideVaporDeposition)法，又叫外部气相沉积法。

在1970年，由美国康宁公司发明的。

反应机理：为火焰水解。即所需的玻璃组成是

通过氢氧焰或甲烷焰水解卤化物气

体产生“粉尘”逐渐沉积而获得的，其反应如下：

SiCl4+2H2OSiO2+4HCl2023/12/14

沉积顺序：先沉积预制棒芯部，再沉积

包层。

沉积方法：在一根旋转的芯棒上进行。芯棒可以是氧化铝陶瓷或高纯石墨，在疏松的多层石英棒沉积完成后取出。最后通入脱水干燥气体如Cl2，从1000度逐步升温至1800度，进行烧结和脱水处理，获得透明的光纤预制棒。该法的优点是可将预制棒制得粗些，而不受玻璃管大小的限制。2023/12/14VAD法2023/12/14

（3）VAD(Vapor—phaseAxialDeposition)法，又叫轴向沉积法。在1977年，由日本电报电话NTT公司茨城电气通信研究所的伊泽立男等人发明的。其反应机理与OVD法相同，也是火焰水解，只是沉积方向不同，是垂直方向。2023/12/14沉积方法：

先将一根靶棒垂直安放在反应炉上方夹具上，并旋转靶棒底端面为接受沉积部位，用高纯氧载气将形成玻璃的卤化物气体带至氢氧焰喷灯嘴，在高温水解反应下生成玻璃氧化物粉尘，沉积在一边旋转一边提升的靶棒的外表面上，生成具有一定强度和气孔率圆柱状的多孔预制棒。将其提升至上部石墨环形加热室中，以氯气喷吹多孔预制棒周围，使其干燥熔缩成透明的玻璃预制棒。2023/12/14VAD法2023/12/14

该法的优点是，沉积速率比MCVD快5~10倍，沉积效率可达80%；可采用多头喷灯加快沉积速率，获得大的预制棒，一次可拉制1600km的光纤。2023/12/14（4）等离子化学气相沉积法（PCVD）

在1975年，由荷兰菲利浦公司研究发明的。PCVD：Plasmachemicalvapourdeposition。

特点：a、管内沉积，与MCVD类似。b、微波激活气体产生等离子致

使气体分离，气体分离成带

电离子。带电离子重新结合

时，就释放出可用来熔化高

熔点材料的热能。2023/12/14PCVD沉积过程：

借助1kPa的低压等离子使流进石英玻璃管内的气态卤化物和氧气，在大约1000°C下直接沉积成一层设计组成的玻璃。

沉积好的石英玻璃管移至成棒车床上，利用氢氧焰的高温作用将该管熔缩成实心光纤预制棒。2023/12/142023/12/14方法MCVDPCVDOVDVAD反应机理热源沉积方向沉积速率沉积工艺预制棒尺寸折射率分布控制原料纯度要求使用厂家高温氧化氢氧焰管内表面中间歇小容易严格美国AT$T等低温氧化等离子体管内表面小间歇小极易严格荷兰菲利浦，长飞火焰水解甲烷或氢氧焰靶棒外径向大间歇大容易不严格美国康宁火焰水解氢氧焰靶棒轴向大连续大单模：容易多模：稍难不严格日本住友、古河等四种气相沉积工艺的特点4、拉丝拉丝就是将前道工序制成的预制棒，通过高温炉将预制棒加热软化，在牵引的作用下拉制成一定直径的光纤的过程。光纤的直径稳定在一定的范围内；光纤保持有足够原始强度，并尽可能地减少由拉丝工序对光纤引入的附加损耗。2023/12/14图4-11拉丝工艺及设备2023/12/14送棒系统光棒

高温熔融系统激光测径系统冷却系统涂覆系统固化系统收丝系统（1）拉丝过程

拉丝步骤：

将预制棒放在拉丝塔上端的送棒装置上送棒装置将预制棒送入高温炉内加热至2000度使玻璃预制棒软化软化的玻璃形成一带丝小球从高温炉内滴落下来操作者将小球去掉，将丝通过拉丝塔各装置粘至收丝筒上。2023/12/14

光纤直径控制：

通过控制拉丝速度。通常速度为0.002~0.03cm/s。

激光测控仪测量光纤外径。并将信号反馈到控制系统以控制拉丝速度。2023/12/142023/12/14（2）高温炉要求

要求：气流扰动小和十分清洁，不会释放灰尘颗粒沾污预制棒和降低其强度。

两种加热高温炉（2000℃）：

石墨电阻炉—石墨发热体，高温下必须用惰性保护气体（氮气或氩气），以防石墨被氧化。

氧化锆感应炉—无需气体保护。感应线圈环绕在一个由氧化锆组成的管子（或圈）上，无线电频率振荡器产生的3MHz,15kw的功率直接耦合到氧化锆感应管（或圈），在该管处能量直接转换为热。2023/12/142023/12/14（3）光纤涂料

作用：

保护和识别。

有两种光纤涂料：

2023/12/14热固化硅树脂液体紫外光固化丙烯酸酯液体紫外光照射下，液体分子发生交联。拉丝速度高拉丝速度低

光纤涂层一般为双涂层，可以保护光纤免遭引起微弯损耗的外力作用。这些外力作用发生在光纤放入光缆中和温度循环中光纤、涂层和光缆内各组件的膨胀和收缩。

通常，双层结构是由两种不同的紫外光固化丙烯酸酯组成的涂层。第一涂层是软的（模量为几百个Psi），第二涂层是硬的（模量为几万个Psi）。软内涂层能阻止光纤受由外部压力而产生的微变，硬外涂层则能防止磨损和提供强度。2023/12/14（4）光纤成筒

光纤要卷绕到收丝筒上，绕好的光纤的筒再送去进行几何参数和传输性能的测试。

通常要将光纤从大筒子上重绕到小筒子上（复绕，至少2km/筒）。这些小筒放置在光纤库待成缆用。2023/12/142023/12/145、非气相技术

气相技术优点：可制备出优质的光纤

缺点：原料昂贵、工艺复杂、

玻璃组成范围窄

非气相技术：

直接熔融法、界面凝胶法、浇铸

法、挤压法

2023/12/14（1）直接熔融法

适合制造氧化物玻璃光纤，如：Na2O-Al2O3-SiO2、NaO-MgF2-SiO2

等。

工艺方法：

双坩埚法，即将高折射率芯玻璃和低折射率包层玻璃分别置于加热的同心双坩埚的内、外埚内。

调整加热温度、拉丝速度、加料量等使光纤的芯、包层从坩埚底部流出的玻璃液量相平衡，从而制得芯、包层折射率渐变和恒定的光纤。2023/12/14（2）界面凝胶法界面凝胶法：利用高分子聚合中分子体积不同而发生的选择扩散原理制造梯度折射率分布的塑料光纤的方法。工艺：

2023/12/14包层：光学塑料-PMMA高折射率掺杂剂和单体混合物加热加热聚合过程中，PMMA管内壁被单体混合液溶解形成凝胶相，由于单体分子体积小，因此更易于扩散到凝胶中。随着选择性扩散的进行至聚合完毕，掺杂剂浓度会沿PMMA管中心呈现出一梯度折射率分布的光纤预制棒。最后将预制棒置于温度为200℃左右拉丝炉内拉制成塑料光纤。

方法特点：适合制备梯度折射率塑料光纤，该光纤芯径大（980um），连接容易，成本低等，用于传输距离小于100m，带宽为几百MHz/s的高速数据传输。2023/12/14（3）浇注法适用于氟化物玻璃红外光纤预制棒的拉丝。制备工艺：2023/12/14玻璃液预热好的黄铜模具玻璃液倒入预热好的模具内，再迅速将模中心部位的熔体流出，将芯玻璃液浇入具有包层的同心圆管空心部位，冷却便制成一根红外光纤预制棒。外套一根聚四氟乙烯塑料管，置于拉丝炉内加热至350-400℃拉成光纤。

特点：适合制备氟化物玻璃红外光纤。通信区域：2~4um波长

损耗：10-2~10-3dB/km，可望作为长距离

通信。2023/12/14（4）挤出法挤出法适合制造短距离传输的晶体光纤。工艺：

将混合组成由熔体生长成大的晶体锭，然后将大晶体挤成光纤的芯，再在芯外挤上一晶体包层，就构成了一多晶芯、包光纤。

用途：

进行激光的传输，热辐射测量，获取人体内窥热图像和插入液体、固体或气体来分析其组成与结构。2023/12/14

在光纤制造中重要的是不混入过渡金属杂质，并从工艺上保证制成的光纤不析晶无气泡。为了彻底消除水，采用了把多孔母材置于卤化物气氛中进行熔缩中实的工艺。为此，使用了氯化亚硫酰，通过下式的反应除掉由OH基所引起的光吸收。2023/12/14光纤中OH基的质量分数已降到10-9以下。由于技术的进步，除掉了杂质，石英光纤的损耗已降到接近理论值的水平。为了继续降低损耗，必须寻找新的材料。2023/12/14七、光缆1、光缆的分类下面介绍几种常见的光缆分类方法。（1）按光纤状态按照光纤的二次被覆方式和光纤在光缆中的松紧自由状态不同，可将光缆分为：紧结构光缆松结构光缆半松半紧结构光缆2023/12/14A、紧结构光缆由紧套光纤构成的层绞式光缆、紧急抢修用光缆和单芯光缆等，属于紧结构光缆。特点：光纤在光缆中无自由移动空间。B、松结构光缆由松套光纤构成的层绞式光缆、中心管式光缆和由紫外光固化一次涂覆光纤构成的骨架式光缆等，属于松结构光缆。

特点：光纤在光缆中有一定自由移动空间，这样有利于减小外界机械应力（或应变）对一次涂覆光纤的影响。2023/12/14C、半松半紧结构光缆光纤在光缆中的自由度介于上述两者之间。

目前使用的光缆多为松结构形式。2023/12/14（2）按缆芯结构可分为中心管式、层绞式、骨架式三大类。A、中心管式光缆松套光纤（单纤芯或多纤芯）无绞合直放在光缆的中心位置。对光缆弯曲而言，光纤处于最有利的物理位置。

2023/12/14加强构件可以是平行于中心管放置在外护套黑色聚乙烯中的两根平行高碳钢丝，也可以是螺旋绞绕在中心管上的多根低碳钢丝。2023/12/14B、层绞式光缆紧套光纤或松套光纤螺旋绞合在中心加强构件上，这种光缆称为层绞式光缆。与中心管式光缆比较：中心管式光缆：

生产工艺设备简单，纤芯数少（最多48芯），缆中光纤余长不易控制。层绞式光缆：

生产工艺设备相对复杂，纤芯数多（最多144芯），缆中光纤余长易控制。2023/12/14C、骨架式光缆一次涂覆光纤或二次被覆紧套光纤，轻轻放入骨架槽中构成的光缆称为骨架式光缆。它是三种结构形式缆中最复杂的一种，多一条生产骨架的生产工艺线。最多纤芯数为12芯。2023/12/142023/12/14骨架式光缆（3）按敷设方式按光缆敷设方式，可分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆和水底光缆。由于光缆的敷设方式不同，对光缆提出的机械特性就不同。下表列出了原邮电部对各种光缆的机械特性要求。2023/12/14敷设方式拉伸强度（N）抗侧压强度（N/10cm）工作时敷设时工作时敷设时架空、管道60015008001000直埋1000300010003000（4）按光缆使用环境

按光缆使用环境场合可将光缆分为室外光缆和室内光缆。2023/12/142、光缆制造光缆的制造过程就好比给光纤“穿衣服”，让光纤在“衣服”的包裹下感觉舒适，既要美观，又要实用。主要生产工序:•着色并带工序•松套工序•绞合工序•护套工序2023/12/14（一）着色并带工序2023/12/14（1）着色工序设备设备特点：

自动寻边、排丝系统的自动化程度较高，且操作方便，线速度高，光照强度与着色速度成正比。2023/12/142023/12/14（2）光纤着色的目的将光纤染上各种不同颜色，以便在多芯光缆中（同一套管或同一光纤带中）通过不同色标加以分辨。（3）着色常用原材料

UV固化油墨——主要由丙烯酸单体，光引发剂，有机颜料，无机颜料及添加剂等组成。2023/12/14（4）

着色时所用气体着色时需用到氮气和压缩空气。

①氮气的作用：对于UV固化油墨，氧气是一种阻化剂，阻碍光敏剂产生自由基，阻缓油墨的固化速度。因此，在光纤着色时向固化腔体内充入足够量的氮气，在这种惰性气氛（氮气气氛）中使UV固化油墨的固化速度加快。

②压缩空气的作用：a.清洁着色前的光纤。b.将光纤吹出固化炉。c.除去光纤带的静电。2023/12/14（5）着色工艺要点UV固化墨水使用前的处理：A、放置在以8转/分的速度的滚料器上滚动4小时或用不锈钢棒手动搅拌5分钟，搅拌时尽量避免产生汽泡。（若用其它材料会催化墨水的反应而引起胶化）B、在处理墨水时，不要使墨水暴露于光照下，不要长时间使容器敞开。2023/12/14•在着色过程中造成断纤的几种情况：A．光纤本身有质量问题：如本色纤强度较差、有裂点等。B．清洁光纤的气嘴内脏物过多。C．人员操作失误造成的；如光纤不在导线盘上、光纤的里端在盘具上未粘牢而甩出等。•对环境的要求：温度、湿度、灰尘含量。•对排线和衰耗的要求：排线会造成光纤有拐。2023/12/142023/12/14（二）松套工序（1）松套生产线2023/12/14（2）松套的目的也叫光纤的二次被覆，给光纤加一层保护层，并充满油膏作缓冲，光纤在松套管内有一定的活动空间，产生一定的套管余长。2023/12/14（3）影响套管中光纤余长的因数•放纤张力和摩擦力；•油膏温度；•第一节水温与第二节水温差；•牵引轮半径和绕的圈数；•模具和针管；•收线张力；•生产线速度。2023/12/14（4）松套工序常用材料PBT（聚对苯二甲酸1，4丁二醇酯）特点：结晶材料尺寸稳定，高强度，翘曲性好，耐水解，使用前需预烘干（900°C）。•光纤用填充油膏特点：保护光纤，阻止水分对光纤的影响，触变型流体，能保证光纤长期使用时不结块分油。2023/12/14（5）松套工序工艺要点套管中光纤的余长；•套管的几何尺寸；•油膏填充度。2023/12/14（三）绞合工序2023/12/14（1）绞合设备2023/12/14扎纱2023/12/14扎纱及绞头2023/12/14（2）绞合的目的围绕加强件，将松套管有序的、紧凑的绞合在一起，形成光缆余长，增强光纤的机械性能和温度特性。2023/12/14（3）绞合常用材料中心加强件：钢丝、FRP（玻璃纤维增强复合塑料）、加垫层的多股钢丝•光缆油膏•扎纱•阻水纱2023/12/14（4）绞合工艺要点松套管放线张力；套管排序方向；扎纱张力；绞合节距。2023/12/14（四）护套工序2023/12/14（1）护套生产线2023/12/14（2）护套的目的进一步增强光纤的机械性能和温度特性，并提高光缆的耐水蚀能力，穿上最后一件华丽的“衣裳”。2023/12/14（3）护套常规用料护套料光缆护套一般采用聚乙烯类材料，按是否阻燃可分为：普通护套料和阻燃护套料。普通护套料按密度大小可分为：低密、中密和高密；阻燃护套料可分为：含卤阻燃料、低烟低卤阻燃料和低烟无卤阻燃料；此外有时为了光缆的特殊要求还使用尼龙、聚氨酯等护套料。光缆缆用油膏缆用油膏相对纤膏黏度大、含有颗粒较大的吸水树脂，遇水迅速膨胀，阻止水沿光缆纵向渗流。缆用油膏主要填充在钢丝与套管间的空隙、套管与外包复合金属带间的空隙。2023/12/14阻水带阻水带是由两层纤维无纺布中间夹吸水树脂组成，吸水树脂遇水迅速膨胀，形成凝胶，填满光缆截面的空隙，阻止水沿光缆纵向渗流。热熔胶热熔胶是一种热塑弹性体，遇热融化，冷却后具有一定的粘性和强度，用于复合带粘接重合边，使复合金属带形成整体的环形，在弯曲或扭转光缆时起一定的保护作用。2023/12/14复合金属带光缆用金属复合带主要有双面覆膜铝带和双面覆膜钢带，为光缆提供一定的机械强度和耐水蚀能力。此外，还有芳纶纱、钢绞线、撕裂绳、玻璃纱等，这些用量不多，在这就不作一一介绍。2023/12/14（4）护套工艺要点光缆纵向阻水性能；护套外观、印字的完整性；护套壁厚；钢铝带搭接及搭接强度；钢铝带与护套料的粘接强度。2023/12/14八、氟化物玻璃光纤

1、发展历史早在20世纪20年代，人们就发现卤化物如ZnCl2和BeF2等能形成玻璃，但由于这些玻璃极易潮解，铍的化合物又有剧毒，在以后的50多年中，卤化物玻璃并没有引起人们足够的重视。

70年代后期，通信用石英光纤制造技术的发展使光纤损耗接近其理论极限。2023/12/14

为寻找本征损耗更低的光纤材料，人们把注意力转向到工作波长更长的氟化物玻璃光纤。与氧化物玻璃相比，卤化物玻璃紫外电子跃迁的带隙宽，多声子吸收也在红外更长的波段，其透光范围可从紫外一直延至中红外或中远红外波段。2023/12/14

1978年，VanUitert和Wemple首先讨论了卤化物玻璃作为超低损耗玻璃的可能性，推算了BeF2玻璃和ZnCl2玻璃的本征损耗的最小值分别为10-2dB／km(1.05μm)和10-3dB／km(3.5—4.0μm)，较石英光纤低得多。在此以前，即1975年法国雷恩大学的Poulain和Lucas等人发现了以ZrF4为基础的玻璃,即氟锆酸盐玻璃(FluorozirconateGlass)。2023/12/14

这种玻璃透光范围从紫外0.2μm左右一直到中红外7—8μm，无毒，不潮解。其他物理化学性质也远优于ZnCl2

和BeF2玻璃。因此，各国科学家以超低损耗通信光纤作为主要目标，对以氟锆酸盐玻璃为代表的重金属氟化物玻璃光纤为主要对象的卤化物玻璃光纤开始了广泛和深入的研究。后来日本三田地等人首先将氟化锆系玻璃拉制成了玻璃纤维，80年代后半期氟化物玻璃光纤的损耗已降低到0.7dB/km(2.3um)。2023/12/142、氟化物玻璃光纤的化学组成

有以下几个体系：A、以氟化铍为主要组分的氟铍酸盐玻璃；B、以氟化锆或氟化铪为基础的氟锆酸盐玻璃；C、以氟化铝为基础的氟铝酸盐玻璃；D、以氟化钍和稀土氟化物为主要组分的玻璃等等。2023/12/14

其中，氟锆酸盐玻璃是最有希望获得超低损耗的光纤材料，也是研究得最深入的重金属氟化物玻璃。

原因：大多数重金属氟化物玻璃失透倾向大，在光纤制造过程中容易析晶或分相而产生附加的散射损耗。而氟锆酸盐玻璃的抗失透性能强。其缺点是经受不了液态水的侵蚀，机械强度较低。2023/12/14

基本的氟锆酸盐玻璃体系为：

ZrF4-BaF2-LaF3三元体系玻璃网络形成体玻璃网络修饰体玻璃网络中间体降低玻璃失透倾向

为了得到更好的成玻性能，通常加入一些掺杂物，如AlF3、YF3、HfF4及碱金属氟化物NaF或LiF等。

2023/12/143、氟化物玻璃光纤的制备

与石英光纤相似，也分为光纤预制棒的制备和光纤拉制两个阶段。光纤预制棒的制备主要采用溶制-浇注法，可分为两种：

A、以氧化物为原料，加入使氧化物转化成氟化物的过量氟化剂NH4HF2。在惰性气氛中熔融，并使之澄清和均化，然后将熔体冷却到适当温度浇注成型。2023/12/14

B、以氟化物为原料，其中加入少量NH4HF2。在惰性气氛中熔融原料，然后将熔体冷却到适当温度浇注成型。

将光纤预制棒拉制成光纤过程中，应采取必要的措施防止预制棒和光纤表面与大气中的水汽发生反应，也要避免玻璃在再加热过程中出现析晶等新的散射源。2023/12/144、氟化物玻璃光纤的性质①

、光纤的损耗氟锆酸盐玻璃光纤的损耗包括

本征损耗杂质吸收损耗由光纤中缺陷引起的散射损耗2023/12/14

A、本征损耗材料的本征损耗αin

与λ

的关系为：

A，B1，B2，C1和C2均为常数。由密度起伏而引起的瑞利散射由紫外电子跃迁产生的吸收损耗红外多声子吸收损耗2023/12/14

氟锆酸盐玻璃的本征损耗，经过多次理论估算和实验测定，在最低损耗波长2.55μm处约为1.1×10-2dB/km，其中包括瑞利散射7.8×10-3dB/km和多声子吸收3.1×10-3dB/km。2023/12/14

B、杂质吸收损耗主要来自于3d过渡金属、稀土和OH基团等。引入的途径：原料、操作工具、耐火材料、炉内气氛等带入。

3d过渡金属引起的吸收：位于光谱的近紫外到近红外波段，当波长大于2μm时，其吸收系数明显下降。2023/12/14

OH基团伸缩振动引起的主吸收带位于2.87μm附近，与光纤最低损耗波长非常接近，对光纤损耗影响极大。

2023/12/14C、由缺陷引起的散射损耗

主要有两种：

Mie散射大颗粒散射由尺寸与光波长相近的缺陷所引起，其值与光波长的平方成反比由尺寸更大的缺陷所引起，其值与波长无关。2023/12/14

这些缺陷主要是：微小的析晶、分相、未熔的固体夹杂物和气泡等。在氟锆酸盐玻璃光纤中，常见的固体夹杂物有：LaF4、ZrF4、ZrO2等微小晶体及从坩埚浸蚀下来的铂颗粒等。氟化物在高温下容易与水汽反应形成难溶的氧化物或氟氧化物，使现有氟化物玻璃光纤中非本征散射损耗比石英光纤大得多，已成为阻碍氟化物玻璃光纤损耗进一步下降的主要原因。2023/12/14②折射率和色散

氟化物玻璃的折射率介于1.3~1.6之间，并可随玻璃的化学组成进行调整。

氟化物玻璃是无机玻璃中折射率最低、色散最小的玻璃。典型的氟锆酸盐玻璃的零色散波长位于1.6μm附近，低于其最低损耗波长约1μm，但在此波段内，材料色散变化小，因此在其最低损耗波长仍可获得较小的色散。2023/12/145、应用（1）超低损耗通信光纤氟化物玻璃光纤的理论损耗低，为10-2

~10-3dB／km

，较石英光纤低1—2数量级。因此氟化物玻璃光纤被认为是实现超长距离无中继光通信最有希望的光纤。（2）高功率激光传输

氟化物玻璃光纤在许多高功率激光器的输出波段有较低的损耗，挠屈性也良好。这就使氟化物玻璃光纤成为传输红外波段高能激光较理想的介质。2023/12/14

目前已用这些光纤和相应的激光器制成各种各样的样机，在显微外科，内科诊断和工业材料加工等方面进行试用。

（3）光纤传感器

许多工业废气如CO、CO2

、SO2及CH4等和有机液体在中红外波段均有较强的吸收带，利用带氟化物玻璃光纤的傅里叶转换红外光谱仪，可对这些气体和液体的浓度进行远距离的检测。2023/12/14第三节信息存储材料

定义：是指用于各种存储器的一些能够用来记录和存储信息的材料。

存储机理：材料在一定强度的外场（如光、电、磁或热等）作用下会发生从某种状态到另一种状态的突变，并能在变化后的状态保持比较长的时间，而且材料的某些物理性质在状态变化前后有很大的差别。因此，通过测量存储材料状态变化前后的这些物理性质，数字存储系统就能区别材料的这两种状态并用“0”和“1”来表示它们，从而实现存储。

2023/12/14

如果存储材料在一定强度的外场作用下，能快速从变化后的状态返回原先的状态，那么这种存储就是可逆的。2023/12/14

信息存储材料的种类很多，主要有：

半导体存储器材料磁存储材料无机光盘存储材料有机光盘存储材料超高密度光存储材料铁电存储材料

多铁性材料

巨磁阻材料2023/12/14无机光盘存储材料

发展历程：

1972年

荷兰飞利浦公司率先提出了一种利用激光束读取信息的新型存储媒体，它就是后来音乐爱好者所熟悉的称为激光反射式视盘（LD），盘径为300mm。

特点：模拟信号2023/12/14

1982年随着数据压缩技术水平的提高，荷兰飞利浦公司和日本索尼联合推出了又一种称为缩微光盘（CD）的数字化新型光盘，从而开创了激光数字光盘的新纪元。

光盘尺寸：直径120mm，厚度1.2mm

光盘材料：聚碳酸酯为基材

光源：红外半导体激光器

单面存储容量：650MB2023/12/14

20世纪90年代随着数字压缩技术和编码技术的提高，出现了单面存储容量约为CD家族光盘7倍的DVD光盘。

尺寸：与CD相同，但由两块厚度为0.6mm的盘基粘合而成的。

LDDVD2023/12/14目前正在推广更高存储密度的光盘是以GaN蓝光半导体激光器为光源的高密度DVD光盘，（单面单层容量为25GB）。2009年01月21日08:59:11来源：新闻晨报国内首条双面蓝光光盘复制生产线昨在上海松江工业开发区建成投产，这也是目前世界上单线产能最高的蓝光光盘复制生产线。目前每张蓝光光盘价格约为175-230元，蓝光光盘何时能与DVD价格接近？生产商昨天未给出一