红外光学材料概念

红外光学材料是专门用于处理或传输红外光的材料。

这类材料具有优异的光学性能和机械性能

常用于红外激光器、红外传感器和其他光学设备。

红外光学材料的特点

红外光学系统中所使用的材料一般具有以下特点：

1.红外材料不仅种类有限，而且价格昂贵（一般在几千到几万元一公斤）。

2.某些材料的折射率温度系数（dn/dt）较大，导致焦距随温度的漂移较大。

3.某些光学材料易碎，且化学稳定性差，使得加工以及安装困难，成品率不高。

4.许多光学材料不透明，根据材料和波段的不同而表现出不同的颜色。

5.红外光学材料受热时都会发生自辐射，导致杂散光形成。

红外光学材料分类

红外光学材料可分为透明陶瓷、晶体、热压多晶、玻璃和塑料等五类。

1.红外透明陶瓷对制备工艺如烧结参数和热压技术要求较高。

2.常用的红外单晶材料包括Ge、Si、金红石、蓝宝石、石英晶体、ZnS、GaAs、MgF2等，具有熔点高、热稳定性好、硬度高、折射率和色散变化范围大的优点，但晶体尺寸受限、成本相对较高。

3.常用的红外多晶包括MgO、ZnS、ZnSe和CdTe、MgF2多晶和CaF2等，具有成本低、可制备大尺寸及复杂形状的优点。

4.适用于中红波段的玻璃光学元件主要包括铝酸盐玻璃、锗酸盐玻璃和锑酸盐玻璃等体系，光学均匀性好、易于制成不同尺寸与形状，但其红外波段透射范围较窄、抗热冲击和机械冲击性能较差。

5.塑料在近红外和远红外具有良好的透过率，但在中红外波段透过率较低：已实现实用化的塑料包括丙烯酸脂和聚四氟乙烯，前者在常温下用于红外发光二极管等的封装材料，后者用作2-7μm波段保护膜和小型民用红外激光器窗口材料等。

红外光学材料制备方法

单晶制备方法布里奇曼法、切克劳斯基法、水平压熔法、浮压法、泡生长法、熔焰法、CVD法、PVD法、液相外延法等。

热压法(HP)、物理及化学气相沉积法(PVD、CVD)是目前制备多晶材料常用的技术。

目前硫属化合物玻璃一般采用真空熔铸法和压铸法制备。