红外,吸收,材料
15页1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划红外,吸收,材料红外光学材料1,进口CVD硒化锌(ZnSe)红外光学材料CVD硒化锌是一种化学惰性材料,具有纯度高,环境适应能力强,易于加工等特点。它的光传输损耗小,具有很好的透光性能。是高功率CO2激光光学元件的首选材料。由于该红外材料的折射率均匀和一致性很好,因此也是前视红外热成像系统中保护窗口和光学元件的理想材料。同时,该材料还广泛用于医学和工业热辐射测量仪和红外光谱仪中的窗口和透镜。CVDZINCSELENIDETransmissionWavelengthinMicrometers(t=8mm)光学性质:折射率n随波长的变化理化性质:激光损伤阈值:2,进口CVD硫化锌红外光学材料CVD硫化锌是一种化学惰性材料,具有纯度高,不溶于水,密度适中,易于加工等特点,广泛应用于红外窗口,整流罩和红外光学元件的制作。和硒化锌一样,硫化锌也是一种折射率均匀性和一致性好的材料,在8000nm1XXnm波段具有很好的图像传输性能,该材料在中红外波段也有较高的透过率,但随着波长变短,吸收
2、和散射增强。与硒化锌相比,硫化锌的价格低,硬度高,断裂强度是硒化锌的两倍,抗恶劣环境的能力强,非常适合用于制造导弹整流罩和军用飞行器的红外窗口。透过率曲线:CVDZINCSULFIDETransmission(CVD硫化锌)WavelengthinMicrometer(t=6mm)CLEARTRANTransmissionWavelengthinMicrometers(t=)理化性质:光学性质:第三节材料的红外光学性能一、红外线的基本知识红外线同可见光一样在本质上都是电磁波,它的波长范围很宽,按波长又可分为三个光谱区:近红外,中红外,远红外。红外线同样具有波粒二象性,遵守波的反射定律和折射定律,在一定的条件下也会发生干涉和衍射效应。红外线与可见光不同之处是人的肉眼看不见红外线,且在大气层中对红外波段存在一系列吸收很低的透明波段,如1,等波段,大气层的透过率在80以上;812mm,大气层的透过率为6070。这些特点使得红外线在军事、工程技术和生物医学上得到许多应用。二、红外材料的性能红外材料应具有对不同波长红外线的透过率、折射率和色散,当然,材料的强度和硬度、抗腐蚀和防潮解能力、密度、到
3、热率、热膨胀系数、比热容等在红外光学器件的制备和实用中也是需要考虑的。材料的光谱透过率与材料的结构,特别是化学键和原子量有关。任何材料只能在某一波段具有较高的透过率。对于纯的晶体材料,若不考虑杂质吸收的话,其透射短波限ls取决于电子吸收,即引起电子从价带激发到导带的光吸收。因而,一般说来,短波截至波长大致相当于该晶体禁带宽度能量对应的光频率。其长波透射限l1主要取决于声子吸收,即晶格震动吸收,它可以是一次谐波震动吸收,也可以是高次谐波震动吸收。声子吸收和晶体结构、构成晶体元素的平均分子量及化学键有关。在晶体结构相同的情况下,平均分子量越大,则声子吸收出现的波长越长,材料的红外透射长波截至波长l1也越长。对于金刚石、锗、硅等具有金刚石结构的晶体,由于在红外区域没有活跃的一次谐波晶格震动,高次谐波也较弱,因而是一类透过率较高、透射波段也较宽的优秀的红外光学材料,使用也较为普遍。折射率和色散是红外光学材料的另一重要特性。首先,折射率和反射率损失密切相关,折射率越大,反射损失也越高。其次,对于不同用途,对折射率有不同的要求。例如,对于制造窗口和整流罩的光学材料,为了减少反射损失,要求折射率低一
4、些;而用于制造高放大率、宽视场角光学系统中的棱镜、透镜及其他光学部件的材料则要求折射率要高一些。例如,有时为了消色差或其他像差,不但需要使用不同折射率的材料作为复合透镜,而且对色散也有一定要求。作为分光光度计中色散元件的棱镜,它的性能直接与材料的折射率和色散有关。除了透过率、折射率和色散外,材料的力学性能、抗腐蚀、防潮解等性能对于一个好的光学器件也视非常重要的。比如,绿化钠晶体虽然是很好的红外光学材料,但却容易潮解,不宜在野外使用;锗也是很好的红外光学材料,但当温度升高时,透过率显著下降,而且它比较脆,软话温度也太低,因此用作整流罩是不合适的。同样,虽然金刚石的各种性能很优异,可是它不能做成大尺寸的器件,而且价格过于昂贵,所以很少有人用它来作实际的光学材料。此外,要格外注意的是材料受热时的子辐射特性,为了避免探测器中出现假信号,受热材料在工作波段内的子辐射应当很小,这在搜索跟踪系统中尤其要引起重视。在红外光学系统中,一些常用的部件对材料性能有不同的要求。对于探测器窗口材料,要求在探测器的响应波段内窗口必须有很高的透过率,这样能很好的透过从目标来的辐射,而自身辐射却很小。对于制冷探测器,
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