红外光学材料
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发布时间：2024-10-05 18:31
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时间：2024-10-25 20:18
红外线波长介于760nm到1000um之间，分为近红外、中红外、远红外。红外线覆盖物体热辐射波段，透过能力比可见光强。红外光学材料在不同波段具有不同透过率，实际应用还需考虑折射率、导热率、密度、硬度等参数。材料透过率受晶格结构、电子吸收和晶格振动影响。研究材料特性可通过红外透射光谱或透射率曲线。
硅在1.5um~6.5um波长范围基本稳定透射率55%，6.5um后波动下降；镀膜硅在3~5um波段平均透过率近100%，反射率低于1.5%。锗在2um~10um范围内透射率接近50%，10um后逐渐降低；镀膜锗在1.9~12um波段平均透过率约为98%，反射率约为2%。ZnSe在1um到14um波段透射率稳定在70%，镀膜ZnSe在2~13um波段平均透过率约为97%，反射率约为3%。ZnS在近红外、中红外波段透射率保持在70%左右。
NaCl作为低成本立方晶体材料，在250nm - 16μm范围内具有绝佳透射率，折射率介于1.4 - 1.6之间。KBr具有更宽的透射范围，在250nm - 26μm范围内透射率佳，折射率介于1.46 - 1.59之间。MgF2窗口片在深UV及中红外有绝佳带宽透射率，适合用于氢莱曼线、UV辐射源和接收器，准分子激光应用。BaF2窗口片具有宽广的带宽透射率，可从远紫外透射到长波红外，适用于各种应用，如红外分光镜。BaF2对水分抵抗力较低，但对高能辐射的抵抗力较高。
蓝宝石窗口片表面硬度极高、导热性强、介电常数高，对常见的化学酸和碱有较强抵抗力，适用于苛刻应用（如激光系统）。蓝宝石的硬度仅次于钻石，使用蓝宝石制造的窗口片厚度可以比其他常见的窗口片薄得多，透光率也更高。CaF2具有较低的折射率，在未镀膜情况下提供200 – 7000nm的高透过率。镀膜CaF2可进一步提高透射率并减少背向反射，适用于真空紫外（VUV）和中波红外（MWIR）、紫外光谱系统。
氟化钡是一种快闪烁体，用于检测X射线、伽玛射线或其他高能颗粒，如正电子发射计算机断层显像 (PET) 中的511 keV伽玛光子。BaF2也可用于检测高能中子，或通过脉冲形状甄别技术从同时出现的伽玛光子中隔开它们。
蓝宝石窗口片由单晶蓝宝石制造而成，表面硬度极高，导热性强，介电常数高，对常见的化学酸和碱有较强的抵抗力。适用于激光系统应用。氟化钙是一种相对较软的光学材料，比一般的玻璃窗口片更容易被划伤，适用于需要宽带基底传输的镀膜基底。
这些光学窗口片对热冲击非常敏感，因此在使用时需注意。氟化钡可用于检测X射线、伽玛射线、高能颗粒，如PET中的511 keV伽玛光子，也可用于检测高能中子。技术规格和应用领域各有不同，选择合适的材料需根据具体需求考虑。
