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紅外光學玻璃和光學石英玻璃

發布時間:2020/4/10

紅外光學玻璃概述

能透過紅外線的光學材料稱為紅外光學材料。紅外光學材料不可能在整個紅外波段均具有透過能力,只能在紅外光譜的某一波段內具有一定的透過性能。

光學玻璃

紅外光學儀器最早從光譜儀器開始,到19世紀末,已有棱鏡式紅外光譜儀。但是,紅外光學儀器得到人們重視而迅速發展起來還是第二次世界大戰中以及戰后開始。由于軍事國防的需要,開始發展了紅外探測、追蹤及導航儀器。紅外線技術的主要軍事應用有紅外夜視 儀、紅外偵察、攝影、跟蹤和導彈制導等。紅外技術的發展主要取決于紅外光學材料和紅外 探測器的水平。目前,國內外紅外光學材料研究發展的重點是1〜3μm、3〜5μm以及8〜 14μm這幾個波段的材料,這是因為上述波段的紅外光線在大氣中的衰減最。ǚQ大氣窗口)。

光學石英玻璃

紅外光學材料可以按其物質形態(內部結構)、性能及制備方法,主要分為晶體類、玻 璃類及熱壓多晶材料三大類。紅外光學石英玻璃是重要的紅外光學材料,具有幾大特點:

第一, 玻璃紅外材料容易獲得較高的光學均勻性,可用來制造光學要求高的大尺寸光學元件;

第二,玻璃類材料不會解理,因此,具有較高的機械強度、沖擊強度和較大的表面硬度;

第三,大多數玻璃對大氣作用是穩定的。另外,玻璃的制造和退火過程比晶體的培育和退火相 對簡單、容易。因此,成本低廉并容易制成大塊、均勻的各種形狀的光學制品。紅外光學玻璃包括熔融石英玻璃、各種硅酸鹽紅外玻璃、鍺酸鹽玻璃、鋁酸鹽鈣玻璃、碲酸鹽玻璃及 砷-硫-砸、砷-硫-碲、鍺-砷-砸、硅-砷-碲、砸-砷、硫-砷等非氧化物系統玻璃等。

光學石英玻璃

光學石英玻璃具有優良的光譜特性,它既透過紅外光線,又透過紫外光線。光學石英玻璃的可見光透過性能很好,對于一些要求既透過可見光又要透過紅外光的光學系統,該類玻 璃是理想的材料。國產光學石英玻璃的光譜特 性曲線如圖14-30所示。

隨著近代新工藝技術的發展,可以制得完 全無氣泡的光學石英玻璃,光學均勻性、條紋、氣泡等指標,完全可以和一般的光學玻璃相媲 美。目前國產的光學石英玻璃牌號有:JGS1遠紫外光學石英玻璃(應用光譜波段范圍185〜2500nm); JGS2紫外光學石英玻璃(應用光譜 波段范圍220〜2500nm); JGS3紅外光學石英玻璃(應用光譜波段范圍260〜3500nm)。

由于生產工藝方法不同,導致各種光的透過率不同。例如,在紫外光學石英玻璃中,由 于存在氫氧根,在波長2. 8Mm處有很大的吸收 峰。生產紅外光學石英玻璃時,如采用專門脫水的工藝,使玻璃中不含有氫氧根,可以消除氫氧根的紅外吸收,使JGS3紅外光學石英玻 璃在紅外光譜區域具有良好的透過率。

在紅外技術應用中,用紅外光學石英玻璃透鏡、反射鏡等光學元件裝備起來的紅外線測向儀、紅外線照相機、紅外線換向器、紅外線通訊設備等,精密光學石英玻璃在國民經濟各個領域及軍事上都有重要用途。


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