الشفافية والشفافية الجزئية

في مجال البصريات ، تُعرف الشفافية (وتُسمى أيضًا النقاء أو الشفافية الجزئية ) بأنها خاصية فيزيائية تسمح بمرور الضوء عبر المادة دون تشتت ملحوظ . على المستوى العياني (حيث تكون الأبعاد أكبر بكثير من أطوال موجات الفوتونات المعنية )، يمكن القول إن الفوتونات تخضع لقانون سنيل . أما شبه الشفافية (وتُسمى أيضًا الشفافية الجزئية أو الشفافية الجزئية ) فهي خاصية فيزيائية تسمح بمرور الضوء عبر المادة (مع أو بدون تشتت). تسمح شبه الشفافية بمرور الضوء، لكن الضوء لا يخضع بالضرورة لقانون سنيل على المستوى العياني؛ فقد تتشتت الفوتونات عند أي من السطحين البينيين، أو داخليًا، حيث يوجد تغير في معامل الانكسار . بعبارة أخرى، تتكون المادة شبه الشفافة من مكونات ذات معاملات انكسار مختلفة ، بينما تتكون المادة الشفافة من مكونات ذات معامل انكسار موحد. ^{[ 1 ]} تبدو المواد الشفافة صافية، بلون واحد في مجملها، أو بمزيج من الألوان يُنتج طيفًا واسعًا من جميع الألوان. أما الخاصية المعاكسة للشفافية الجزئية فهي العتامة . وقد صُنفت فئات أخرى من المظهر البصري، المتعلقة بإدراك الانعكاس المنتظم أو المنتشر للضوء وانتقاله، ضمن مفهوم " الشفافية" في نظام ترتيبي بثلاثة متغيرات، تشمل الشفافية والشفافية الجزئية والعتامة من بين الجوانب المعنية.

عندما يصطدم الضوء بمادة ما، فإنه يتفاعل معها بطرق مختلفة. وتعتمد هذه التفاعلات على طول موجة الضوء وطبيعة المادة. تتفاعل الفوتونات مع الجسم من خلال مزيج من الانعكاس والامتصاص والنفاذ. بعض المواد، مثل الزجاج المسطح والماء النقي ، تنقل معظم الضوء الساقط عليها وتعكس القليل منه؛ وتُسمى هذه المواد بالشفافة بصريًا. تتميز العديد من السوائل والمحاليل المائية بشفافية عالية. ويعود السبب الرئيسي في نفاذيتها البصرية الممتازة إلى غياب العيوب البنيوية (الفراغات، الشقوق، إلخ) والتركيب الجزيئي لمعظم السوائل.

تُسمى المواد التي لا تنقل الضوء بالمواد المعتمة . تحتوي العديد من هذه المواد على تركيب كيميائي يتضمن ما يُعرف بمراكز الامتصاص . تتميز العديد من المواد بانتقائيتها في امتصاص ترددات الضوء الأبيض ، حيث تمتص أجزاءً معينة من الطيف المرئي بينما تعكس أجزاءً أخرى. أما ترددات الطيف التي لا تُمتص، فتنعكس أو تُنقل لنراها بالعين المجردة، وهذا ما يُنتج الألوان . ويعود توهين الضوء بجميع تردداته وأطواله الموجية إلى آليتي الامتصاص والتشتت معًا . ^{[ 2 ]}

تُتيح الشفافية تمويهاً شبه مثالي للحيوانات القادرة على تحقيقها. ويكون ذلك أسهل في مياه البحر الخافتة أو العكرة مقارنةً بالإضاءة الجيدة. فالعديد من الحيوانات البحرية، مثل قناديل البحر، تتمتع بشفافية عالية.

• الإنجليزية الوسطى المتأخرة: من الفرنسية القديمة، من اللاتينية في العصور الوسطى transparent - 'مرئي من خلال'، من اللاتينية transparere ، من trans - 'من خلال' + parere 'يكون مرئيًا'.
• أواخر القرن السادس عشر (بالمعنى اللاتيني): من اللاتينية translucent - 'يضيء من خلال'، من الفعل translucere ، من trans - 'من خلال' + lucere 'يضيء'.
• كلمة "opake" الإنجليزية الوسطى المتأخرة ، مشتقة من الكلمة اللاتينية " opacus " التي تعني "مظلم". وقد تأثرت التهجئة الحالية (النادرة قبل القرن التاسع عشر) بالشكل الفرنسي.

فيما يتعلق بامتصاص الضوء، تشمل الاعتبارات الأساسية للمواد ما يلي:

• على المستوى الإلكتروني، يعتمد امتصاص الضوء في نطاقي الأشعة فوق البنفسجية والمرئية من الطيف على ما إذا كانت مدارات الإلكترونات متباعدة (أو "مكمّمة") بحيث يمكن للإلكترونات امتصاص كمية من الضوء (أو فوتون ) بتردد محدد . على سبيل المثال، في معظم أنواع الزجاج، لا توجد مستويات طاقة متاحة للإلكترونات أعلى منها في نطاق الضوء المرئي، أو إذا وُجدت، فإن الانتقال إليها سيخالف قواعد الانتقاء ، مما يعني عدم وجود امتصاص ملحوظ في الزجاج النقي (غير المشوب)، مما يجعله مادة شفافة مثالية للنوافذ في المباني.
• على المستوى الذري أو الجزيئي، يعتمد الامتصاص الفيزيائي في الجزء تحت الأحمر من الطيف على ترددات الاهتزازات الذرية أو الجزيئية أو الروابط الكيميائية ، وعلى قواعد الانتقاء . النيتروجين والأكسجين ليسا من غازات الاحتباس الحراري لعدم وجود عزم ثنائي قطب جزيئي .

فيما يتعلق بتشتت الضوء ، فإن العامل الأكثر أهمية هو مقياس طول أيٍّ من هذه الخصائص الهيكلية أو جميعها بالنسبة إلى الطول الموجي للضوء المتشتت. وتشمل الاعتبارات الأساسية للمواد ما يلي:

• البنية البلورية: ما إذا كانت الذرات أو الجزيئات تُظهر "الترتيب بعيد المدى" الذي يتضح في المواد الصلبة البلورية.
• البنية الزجاجية: تشمل مراكز التشتت تقلبات في الكثافة أو التركيب.
• البنية المجهرية : تشمل مراكز التشتت الأسطح الداخلية مثل حدود الحبيبات والعيوب البلورية والمسام المجهرية.
• المواد العضوية: تشمل مراكز التشتت الألياف والهياكل الخلوية والحدود.

الانعكاس المنتشر - بشكل عام، عندما يصطدم الضوء بسطح مادة صلبة (غير معدنية وغير زجاجية)، فإنه يرتد في جميع الاتجاهات نتيجةً لانعكاسات متعددة بفعل التجاويف المجهرية داخل المادة (مثل حدود الحبيبات في المواد متعددة البلورات ، أو حدود الخلايا أو الألياف في المواد العضوية)، وبفعل سطحها إذا كان خشنًا. يتميز الانعكاس المنتشر عادةً بزوايا انعكاس شاملة الاتجاهات. تُعرف معظم الأجسام المرئية بالعين المجردة من خلال الانعكاس المنتشر. يُستخدم مصطلح آخر شائع لهذا النوع من الانعكاس وهو "تشتت الضوء". يُعد تشتت الضوء من أسطح الأجسام الآلية الأساسية للملاحظة الفيزيائية. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

يعتمد تشتت الضوء في السوائل والمواد الصلبة على طول موجة الضوء المتشتت. ولذلك، تنشأ حدودٌ للنطاقات المكانية للرؤية (باستخدام الضوء الأبيض)، تبعًا لتردد الموجة الضوئية والبعد الفيزيائي ( أو النطاق المكاني) لمركز التشتت. يبلغ طول موجة الضوء المرئي حوالي 0.5 ميكرومتر . وقد رُصدت مراكز تشتت (أو جسيمات) صغيرة تصل إلى 1 ميكرومتر مباشرةً في المجهر الضوئي (مثل الحركة البراونية ). ^{[ 5 ] [ 6 ]}  

سيراميك شفاف

تُحدَّد الشفافية البصرية في المواد متعددة البلورات بكمية الضوء المُشتَّت بفعل خصائصها الميكروية. ويعتمد تشتت الضوء على طول موجة الضوء. ولذلك، تنشأ حدودٌ على النطاقات المكانية للرؤية (باستخدام الضوء الأبيض)، تبعًا لتردد الموجة الضوئية والبعد الفيزيائي لمركز التشتت. فعلى سبيل المثال، بما أن طول موجة الضوء المرئي يبلغ حوالي الميكرومتر، فإن مراكز التشتت ستكون لها أبعادٌ على نطاق مكاني مماثل. تشمل مراكز التشتت الأولية في المواد متعددة البلورات عيوبًا ميكروية مثل المسام وحدود الحبيبات. بالإضافة إلى المسام، فإن معظم الأسطح البينية في جسم معدني أو خزفي نموذجي تكون على شكل حدود حبيبات ، تفصل بين مناطق دقيقة من الترتيب البلوري. عندما يقل حجم مركز التشتت (أو حد الحبيبات) عن طول موجة الضوء المُشتَّت، يتوقف التشتت إلى حدٍّ يُذكر.

في عملية تصنيع المواد متعددة البلورات (المعادن والسيراميك)، يتحدد حجم الحبيبات البلورية إلى حد كبير بحجم الجسيمات البلورية الموجودة في المادة الخام أثناء تشكيل (أو ضغط) الجسم. علاوة على ذلك، يتناسب حجم حدود الحبيبات طرديًا مع حجم الجسيمات. وبالتالي، فإن تقليل حجم الجسيمات الأصلي إلى ما دون طول موجة الضوء المرئي (حوالي 1/15 من طول موجة الضوء، أو ما يقارب 600  نانومتر  /  15 = 40 نانومتر ) يقلل بشكل كبير من تشتت الضوء، مما ينتج عنه مادة شبه شفافة أو حتى شفافة تمامًا. 

أظهرت النمذجة الحاسوبية لانتقال الضوء عبر الألومينا الخزفية الشفافة أن المسام المجهرية المحصورة بالقرب من حدود الحبيبات تعمل كمراكز تشتيت أساسية. وقد تطلّب الأمر خفض نسبة حجم المسامية إلى أقل من 1% للحصول على انتقال ضوئي عالي الجودة (99.99% من الكثافة النظرية). وقد تحقق هذا الهدف بسهولة، وتم إثباته بشكل وافٍ في المختبرات ومراكز الأبحاث حول العالم باستخدام أساليب المعالجة الكيميائية الحديثة، والتي تشمل أساليب كيمياء سول-جل وتقنية النانو . ^{[ 7 ]}

أثارت الخزفيات الشفافة اهتمامًا واسعًا بتطبيقاتها في الليزر عالي الطاقة، ونوافذ الدروع الشفافة، وأغطية رؤوس الصواريخ الموجهة حراريًا، وكواشف الإشعاع للاختبارات غير المتلفة، وفيزياء الطاقة العالية، واستكشاف الفضاء، والتطبيقات الأمنية والتصوير الطبي. ويمكن إنتاج عناصر ليزر كبيرة الحجم من الخزفيات الشفافة بتكلفة منخفضة نسبيًا. وتتميز هذه المكونات بخلوها من الإجهاد الداخلي أو الانكسار المزدوج الذاتي ، مما يسمح بمستويات تطعيم عالية نسبيًا أو تصميمات مخصصة لتوزيع التطعيم. وهذا ما يجعل عناصر الليزر الخزفية ذات أهمية خاصة في الليزر عالي الطاقة.

سيُتيح تطوير منتجات الألواح الشفافة تطبيقات متقدمة أخرى محتملة، بما في ذلك مواد عالية المتانة ومقاومة للصدمات، يمكن استخدامها في النوافذ المنزلية والمناور. ولعل الأهم من ذلك هو تحسين المتانة الإجمالية للجدران وغيرها من التطبيقات، لا سيما في ظروف القص العالية التي تُصادف في المناطق المعرضة للزلازل والرياح الشديدة. وإذا تحققت التحسينات المتوقعة في الخصائص الميكانيكية، فقد تصبح الحدود التقليدية المفروضة على مساحات الزجاج في قوانين البناء الحالية قديمة الطراز بسرعة، إذا ساهمت مساحة النافذة فعليًا في مقاومة القص للجدار.

تُظهر المواد الشفافة للأشعة تحت الحمراء المتوفرة حاليًا عادةً مفاضلة بين الأداء البصري والمتانة الميكانيكية والسعر. على سبيل المثال، يتميز الياقوت ( الألومينا البلورية ) بمتانته العالية، ولكنه باهظ الثمن ويفتقر إلى الشفافية الكاملة في  نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة من 3 إلى 5 ميكرومتر. أما الإيتريا ، فهي شفافة تمامًا في هذا النطاق  ، ولكنها تفتقر إلى المتانة والصلابة ومقاومة الصدمات الحرارية الكافية لتطبيقات الفضاء عالية الأداء. ويُعدّ مزيج هاتين المادتين، في صورة غارنيت الألومنيوم الإيتريوم (YAG)، من أفضل المواد أداءً في هذا المجال.

عندما يسقط الضوء على جسم ما، فإنه عادةً لا يمتلك ترددًا واحدًا (أو طولًا موجيًا واحدًا) بل ترددات متعددة. تميل الأجسام إلى امتصاص أو عكس أو نقل الضوء بترددات معينة بشكل انتقائي. على سبيل المثال، قد يعكس جسم ما الضوء الأخضر بينما يمتص جميع الترددات الأخرى للضوء المرئي. وقد ينقل جسم آخر الضوء الأزرق بشكل انتقائي بينما يمتص جميع الترددات الأخرى للضوء المرئي. وتعتمد طريقة تفاعل الضوء المرئي مع الجسم على تردد الضوء، وطبيعة الذرات المكونة للجسم، وفي كثير من الأحيان، على طبيعة الإلكترونات في ذرات الجسم .

تسمح بعض المواد بمرور جزء كبير من الضوء الساقط عليها دون انعكاس. وتُسمى المواد التي تسمح بمرور الموجات الضوئية بالمواد الشفافة بصريًا. ويُعد زجاج النوافذ النقي كيميائيًا (غير المُطعّم) ومياه الأنهار أو الينابيع النظيفة أمثلةً بارزةً على ذلك.

تُسمى المواد التي لا تسمح بمرور أي ترددات من موجات الضوء بالمواد المعتمة . قد تحتوي هذه المواد على تركيب كيميائي يتضمن ما يُعرف بمراكز الامتصاص. تتكون معظم المواد من مواد انتقائية في امتصاصها لترددات الضوء، وبالتالي فهي تمتص أجزاءً معينة فقط من الطيف المرئي. أما ترددات الطيف التي لا تُمتص، فتنعكس أو تُنقل لنراها بالعين المجردة. وهذا ما يُنتج الألوان في الجزء المرئي من الطيف. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

تُعدّ مراكز الامتصاص مسؤولةً إلى حد كبير عن ظهور أطوال موجية محددة من الضوء المرئي من حولنا. بالانتقال من الأطوال الموجية الأطول (0.7  ميكرومتر) إلى الأقصر (0.4  ميكرومتر)، يمكننا تمييز ألوان الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق (ROYGB) من خلال الامتصاص الانتقائي لترددات (أو أطوال موجية) محددة من موجات الضوء. تشمل آليات الامتصاص الانتقائي لموجات الضوء ما يلي:

• إلكتروني: انتقالات في مستويات طاقة الإلكترون داخل الذرة (مثل الأصباغ ). تحدث هذه الانتقالات عادةً في نطاق الأشعة فوق البنفسجية و/أو الجزء المرئي من الطيف.
• الاهتزازي: الرنين في أنماط الاهتزاز الذري/الجزيئي . تحدث هذه الانتقالات عادةً في الجزء تحت الأحمر من الطيف.

الأشعة تحت الحمراء: تمدد الروابط

تُعدّ الحرارة ، أو الطاقة الحرارية ، الآلية الفيزيائية الأساسية لتخزين الطاقة الميكانيكية الحركية في المواد المكثفة . وتتجلى الطاقة الحرارية في صورة طاقة حركية، فالحرارة هي حركة على المستويين الذري والجزيئي. أما نمط الحركة الأساسي في المواد البلورية فهو الاهتزاز . إذ تهتز أي ذرة حول موضع متوسط ​​داخل البنية البلورية، محاطة بذراتها المجاورة. ويُعادل هذا الاهتزاز ثنائي الأبعاد تذبذب بندول الساعة، حيث يتأرجح ذهابًا وإيابًا بشكل متناظر حول موضع متوسط ​​(رأسي). وقد يصل متوسط ​​ترددات الاهتزاز الذري والجزيئي إلى حوالي 10^ ¹² دورة في الثانية ( إشعاع تيراهيرتز ).

عندما تصطدم موجة ضوئية بتردد معين بمادة تحتوي على جسيمات لها نفس التردد الاهتزازي (أو الترددات الرنانة)، تمتص هذه الجسيمات طاقة الموجة الضوئية وتحولها إلى طاقة حرارية ناتجة عن الحركة الاهتزازية. ولأن الذرات والجزيئات المختلفة لها ترددات اهتزاز طبيعية مختلفة، فإنها تمتص بشكل انتقائي ترددات مختلفة (أو أجزاء من الطيف) من الأشعة تحت الحمراء. يحدث انعكاس وانتقال الموجات الضوئية لأن ترددات الموجات الضوئية لا تتطابق مع الترددات الرنانة الطبيعية لاهتزاز الأجسام. فعندما تصطدم الأشعة تحت الحمراء بهذه الترددات بجسم ما، تنعكس الطاقة أو تنتقل.

إذا كان الجسم شفافًا، فإن الموجات الضوئية تنتقل إلى الذرات المجاورة عبر كتلة المادة، ثم تُعاد إشعاعها على الجانب المقابل من الجسم. ويُقال إن هذه الترددات من الموجات الضوئية مُنتقلة. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

تركز المواد الشفافة بصريًا على استجابة المادة لموجات الضوء الواردة ذات الأطوال الموجية المختلفة. ويعتمد نقل موجات الضوء الموجهة عبر الموجهات الانتقائية الترددية على مجال الألياف البصرية الناشئ ، وقدرة بعض التركيبات الزجاجية على العمل كوسيط نقل لمجموعة من الترددات في آنٍ واحد ( ألياف بصرية متعددة الأنماط ) مع تداخل ضئيل أو معدوم بين الأطوال الموجية أو الترددات المتنافسة. ويُعدّ هذا النمط الرنيني لنقل الطاقة والبيانات عبر انتشار الموجات الكهرومغناطيسية (الضوئية) منخفض الفقد نسبيًا.

الألياف الضوئية عبارة عن موجه ضوئي أسطواني عازل ينقل الضوء على طول محوره عن طريق الانعكاس الداخلي الكلي . تتكون الألياف من لب محاط بغلاف . ولحصر الإشارة الضوئية في اللب، يجب أن يكون معامل انكسار اللب أكبر من معامل انكسار الغلاف. معامل الانكسار هو المعامل الذي يعكس سرعة الضوء في المادة. (معامل الانكسار هو نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعة الضوء في وسط معين. وبالتالي، فإن معامل انكسار الفراغ يساوي 1). كلما زاد معامل الانكسار، انخفضت سرعة الضوء في ذلك الوسط. القيم النموذجية لمعامل انكسار اللب والغلاف في الألياف الضوئية هي 1.48 و1.46 على التوالي.

عندما يصطدم الضوء المنتقل في وسط كثيف بسطح فاصل بزاوية حادة، ينعكس انعكاسًا كليًا. تُعرف هذه الظاهرة بالانعكاس الداخلي الكلي ، وتُستخدم في الألياف الضوئية لحصر الضوء في اللب. ينتقل الضوء على طول الليف مرتدًا ذهابًا وإيابًا عن السطح الفاصل. ولأن الضوء يجب أن يصطدم بالسطح الفاصل بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة ، فإن الضوء الذي يدخل الليف ضمن نطاق زوايا محدد هو فقط الذي ينتشر. يُسمى هذا النطاق من الزوايا مخروط الاستقبال لليف. يعتمد حجم مخروط الاستقبال على فرق معامل الانكسار بين لب الليف وغلافه. تُستخدم الموجهات الضوئية كمكونات في الدوائر الضوئية المتكاملة (مثلًا، بالاشتراك مع الليزر أو الثنائيات الباعثة للضوء ، LED) أو كوسيط نقل في أنظمة الاتصالات الضوئية المحلية والبعيدة المدى .

آليات التوهين

التوهين في الألياف الضوئية ، المعروف أيضًا بفقدان الإرسال ، هو انخفاض شدة شعاع الضوء (أو الإشارة) مع زيادة المسافة التي يقطعها عبر وسط الإرسال. وهو عامل مهم يحد من إرسال الإشارة عبر مسافات طويلة. عادةً ما تُستخدم وحدة ديسيبل/كم (dB/km) لقياس معاملات التوهين في الألياف الضوئية، وذلك نظرًا لشفافية أوساط الإرسال الضوئية الحديثة العالية جدًا. يتكون هذا الوسط عادةً من ألياف زجاجية من السيليكا ، تعمل على حصر شعاع الضوء الساقط داخلها.

في الألياف الضوئية، يُعدّ التشتت الناتج عن عدم انتظام البنية الجزيئية، والمعروف بتشتت رايلي ، المصدر الرئيسي للتوهين ^{[ 15 ]،} وذلك بسبب الاضطراب البنيوي والتقلبات التركيبية في بنية الزجاج . وتُعتبر هذه الظاهرة نفسها أحد العوامل المحددة لشفافية قباب الصواريخ التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. ^{[ 16 ]} كما ينتج توهين إضافي عن امتصاص الضوء بواسطة المواد المتبقية، مثل المعادن أو أيونات الماء، داخل لب الليف وغلافه الداخلي. ويُعدّ تسرب الضوء الناتج عن الانحناء أو الوصلات أو الموصلات أو غيرها من القوى الخارجية من العوامل الأخرى التي تُؤدي إلى التوهين. عند القدرات الضوئية العالية، قد ينتج التشتت أيضًا عن العمليات البصرية غير الخطية في الليف. ^{[ 17 ]}

تتميز العديد من الحيوانات البحرية التي تطفو قرب سطح الماء بشفافية عالية، مما يمنحها تمويهًا شبه مثالي . ^{[ 18 ]} مع ذلك، يصعب تحقيق الشفافية للأجسام المصنوعة من مواد ذات معامل انكسار مختلف عن معامل انكسار مياه البحر. تمتلك بعض الحيوانات البحرية، مثل قناديل البحر ، أجسامًا هلامية تتكون أساسًا من الماء؛ حيث أن طبقتها المتوسطة السميكة خالية من الخلايا وشفافة للغاية. وهذا ما يجعلها طافية ، ولكنه يجعلها أيضًا كبيرة الحجم بالنسبة لكتلة عضلاتها، مما يعيق قدرتها على السباحة بسرعة، ويجعل هذا النوع من التمويه ثمنًا باهظًا مقابل الحركة. ^{[ 18 ]} تتراوح شفافية الحيوانات العوالقية الهلامية بين 50 و90 بالمئة. تكفي شفافية بنسبة 50 بالمئة لجعل الحيوان غير مرئي لمفترس مثل سمك القد على عمق 650 مترًا (2130 قدمًا) ؛ وتتطلب الشفافية العالية للاختفاء في المياه الضحلة، حيث يكون الضوء أكثر سطوعًا ويمكن للمفترسات الرؤية بشكل أفضل. على سبيل المثال، يمكن لسمك القد رؤية فريسة شفافة بنسبة 98 بالمئة في ظروف الإضاءة المثلى في المياه الضحلة. لذا، يسهل تحقيق الشفافية الكافية للتمويه في المياه العميقة. ^{[ 18 ]} وللسبب نفسه، يصعب تحقيق الشفافية في الهواء، ولكن يمكن إيجاد مثال جزئي في ضفادع الزجاج في غابات أمريكا الجنوبية المطيرة، والتي تتميز بجلد شفاف وأطراف خضراء باهتة. ^{[ 19 ]} كما أن العديد من أنواع فراشات إيثومين ( ذات الأجنحة الشفافة ) في أمريكا الوسطى، والعديد من اليعاسيب والحشرات المشابهة، تمتلك أجنحة شفافة في معظمها، وهو شكل من أشكال التمويه يوفر بعض الحماية من المفترسات. ^{[ 20 ]} 

• الديناميكا الكهربائية للأوساط المتصلة ، لاندو، إل دي ، ليفشيتس، إي إم ، وبيتايفسكي ، إل بي ، (دار بيرغامون للنشر، أكسفورد، 1984)
• تشتت ضوء الليزر: المبادئ الأساسية والتطبيق العملي، تشو، ب.، الطبعة الثانية (دار النشر الأكاديمية، نيويورك 1992)
• هندسة الليزر في الحالة الصلبة ، دبليو. كوشنر (سبرينغر-فيرلاغ، نيويورك، 1999)
• مقدمة في الفيزياء الكيميائية ، جيه سي سلاتر (ماكجرو هيل، نيويورك، 1939)
• النظرية الحديثة للمواد الصلبة ، بقلم ف. سيتز، (مكجرو هيل، نيويورك، 1940)
• الجوانب الحديثة لحالة الجسم الزجاجي ، جيه دي ماكنزي، محرر (بتروورث، لندن، 1960)

• مقاومة للأشعة فوق البنفسجية
• خصائص الضوء
• امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والمرئية
• مطيافية الأشعة تحت الحمراء
• تشتت بريلوين
• السيراميك الشفاف
• زجاج مضاد للرصاص
• درع ألون الشفاف
• خصائص المواد البصرية
• ما الذي يجعل الزجاج شفافاً  ؟
• تشتت بريلوين في الألياف البصرية
• الإشعاع الحراري بالأشعة تحت الحمراء وتوجيه الصواريخ