Индивидуальные инфракрасные линзы, тепловизионные камеры и системные компоненты

Quanhom Technology Co., LTD - компания, занимающаяся разработкой и производством тепловой инфракрасной оптики. Ассортимент высокоточной продукции включает комплекты инфракрасных линз SWIR / MWIR / LWIR, окуляры, элементы инфракрасных линз и т. Д.
Главная / все / Знания /

Что такое инфракрасные оптические материалы?

Группы новостей
Didn’t find proper thermal infrared optics or components what you are looking for?Try contact our specialists for assistance...

Что такое инфракрасные оптические материалы?

2024/1/4
Инфракрасные оптические материалы обычно делятся на три основные категории: инфракрасное оптическое стекло, инфракрасные оптические пластики и инфракрасные оптические кристаллы.

1. Инфракрасное оптическое стекло

Преимуществами инфракрасного оптического стекла является хорошая оптическая однородность, его можно плавить и обрабатывать в любой форме в условиях высоких температур, чтобы удовлетворить требования дизайнера к использованию. В то же время этот материал обладает высокой механической прочностью и твердостью, легко поддается обработке, высокой химической стабильностью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, а сырье легко получить, низкая стоимость. Однако он имеет узкую полосу пропускания и подвержен плавлению и повреждению при высоких температурах. Примеры включают оксидные стекла и халькогенидные стекла.
Инфракрасное оптическое стекло обычно разделяют на две основные категории: оксидное стекло и халькогенидное стекло. Наиболее часто используемые оксидные стекла включают сапфировое.   (Al 2 O 3 ) и кварц (SiO 2 ).   Из-за существования сильных полос поглощения на расстоянии 3 мкм и 7 мкм длинноволновый предел пропускания оксидного стекла невелик, поэтому его можно использовать только в видимом, ближнем инфракрасном, коротковолновом инфракрасном и средневолновом инфракрасном диапазонах. К наиболее часто используемым халькогенидным стеклам относятся германий-мышьяк-селеновые стекла (Ge 33 As 12 Se 44 ) и германий-сурьмяно-селеновые стекла (Ge 28 Sb 12 Se 60 ). Халькогенидные стекла заменяют кислород элементами VI группы S, Se и Te для улучшения предела длинноволновых волн, которые подходят для коротковолновых, средневолновых и длинноволновых инфракрасных диапазонов.

2. Инфракрасные оптические пластмассы

Обычные инфракрасные оптические пластики включают полиэтилен, полипропилен, политетрафторэтилен и другие, которые представляют собой аморфные высокомолекулярные полимеры. Низкое пропускание пластмасс в средневолновом инфракрасном диапазоне обусловлено тем, что вращательные и решеточно-колебательные полосы поглощения их молекул лежат именно в средневолновом диапазоне. Пластмассы имеют более высокую прозрачность в ближнем инфракрасном и длинноволновом инфракрасном диапазонах. Инфракрасно-оптические пластики имеют множество преимуществ, таких как низкая стоимость, устойчивость к коррозии и плохо растворяются в воде. Линзы Френеля в инфракрасных сигнализаторах часто изготавливаются из длинноволновых инфракрасных пластиковых материалов.

3. Инфракрасные оптические кристаллы.

Для инфракрасных оптических систем существует два распространенных типа инфракрасных кристаллических материалов: ионные кристаллы и полупроводниковые кристаллы. По сравнению с инфракрасным оптическим стеклом, инфракрасные кристаллические материалы характеризуются более длинными пределами передачи, большими различиями в числах Аббе и коэффициентах преломления, а также отличными физическими и химическими свойствами. Обычные ионные кристаллы включают кристаллы оксидов, щелочно-галогенидные соединения и инфракрасные галогениды. Обычные полупроводниковые кристаллы включают германий, кремний, сульфид цинка, селенид цинка и т. д. Из-за обычно более высокой отражательной способности полупроводниковых кристаллов обычно требуются просветляющие покрытия. Ниже представлен обзор некоторых широко используемых полупроводниковых кристаллов.

Германий имеет диапазон длин волн от 1,8 до 23 мкм, а диаметр монокристаллов германия обычно составляет около 250 мм. Имеет хорошую химическую стабильность. Твердость германия низкая, поэтому при производстве и обработке требуется особое внимание. Из-за высокого температурного коэффициента показателя преломления его нельзя использовать при температуре выше 150°C. Кроме того, из-за высокого показателя преломления потери отраженной энергии велики, необходимы антибликовые покрытия. Германий можно использовать для изготовления линз, окон и фильтров.

Кремний — неметаллический кристаллический материал с диаметром монокристалла более 150 мм и поликристаллическим диаметром более 400 мм. Кремний имеет значительные преимущества перед германием по прочности, твердости и устойчивости к термическому удару. Верхний предел рабочей температуры кремния составляет 325°C. Его показатель преломления обычно составляет около 3,4, что требует антибликового покрытия. Помимо использования в линзах и окнах, кремний также можно использовать для обтекателя.

Селенид цинка имеет диапазон длин волн от 0,5 до 24 мкм и представляет собой обычный инфракрасный оптический материал со стабильными химическими свойствами, но относительно мягким физическим, обычно требующим нанесения высокопрочных антибликовых покрытий, которые можно использовать для линз и окон.

Сульфид цинка имеет диапазон длин волн от 0,4 до 18 мкм и под солнечным светом приобретает светло-желтый цвет. Обычно его обрабатывают методом осаждения из паровой фазы для использования в линзах, окнах и обтекателях. В таблице 1.0 приведены показатели преломления инфракрасного оптического кристалла в различных диапазонах.

Для инфракрасных оптических систем выбор инфракрасных материалов так же важен, как и исходная структура. При выборе материалов проектировщики должны сначала обратиться к соответствующей информации, проанализировать характеристики каждого материала в оптических, механических, химических и других аспектах и сделать разумный выбор, исходя из реальной рабочей среды инфракрасной оптической системы, одновременно соблюдая проектные требования. В целом, существует меньше инфракрасных оптических материалов, которые одновременно учитывают вышеуказанные моменты.

При выборе материалов важно учитывать, что более высокие эксплуатационные параметры материала не всегда лучше, а более низкие параметры не обязательно являются предпочтительными. Например, для отражающих зеркал требуются материалы с высокой отражательной способностью, а для линз — материалы с низкой отражательной способностью и высоким коэффициентом пропускания; окна для охлаждаемых инфракрасных детекторов требуют материалов с низким показателем преломления. Для достижения высокой дисперсии материалам светоделителя требуется низкое число Аббе, а для дублетной линзы требуется сочетание материалов с низким и высоким числом Аббе.
Quanhom Technology Co., LTD - компания, занимающаяся разработкой и производством тепловой инфракрасной оптики. Ассортимент высокоточной продукции включает комплекты инфракрасных линз SWIR / MWIR / LWIR, окуляры, элементы инфракрасных линз и т. Д.