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    红外材料的正确应用

    信息来源:本站 | 发布日期: 2018-03-12 | 浏览量:
    关键词:红外材料正确应用
      红外线介绍
      
      红外(IR)辐射的特征在于波长范围从0.750-1000μm(750-1000000nm)。由于探测器范围的限制,红外辐射通常被分成三个较小的区域:0.750-3μm,3-30μm和30-1000μm--定义为近红外(NIR),中波红外(MWIR)和远红外(远红外)红外(FIR)。红外产品广泛用于各种应用,从热成像中的红外信号检测到红外光谱中的元素识别。随着对红外应用需求的增长和技术的进步,制造商开始在平面光学设计(即窗口,反射镜,偏振器,分束器,棱镜),球面透镜(即平凹/凸面,凹面/凸面,弯月面),非球面透镜(抛物面,双曲面,混合),消色差透镜和组件(即成像透镜,光束扩展器,目镜,物镜)。这些红外材料或基材的物理特性各不相同。因此,了解每种IR应用的优点,可以为任何IR应用选择正确的材料。
      
      使用正确材料的重要性
      
      由于红外光由比可见光长的波长组成,所以两个区域在通过相同的光学介质传播时表现不同。一些材料可用于红外或可见光应用,^值得注意的是熔凝硅石,BK7和蓝宝石;然而,通过使用更适合于手头任务的材料,可以优化光学系统的性能。为了理解这个概念,考虑透射率,折射率,色散和梯度指数。有关规格和性能的更多详细信息,请查看光学玻璃。
      
      传输
      
      定义任何材料的^重要的属性是传输。透射率是通过量的量度,并以入射光的百分比给出。红外材料在可见光下通常是不透明的,而红外线中的可见材料通常是不透明的;换句话说,它们在那些波长区域中显示接近0%的透射率。例如,考虑透过IR而不是可见光的硅。
      
      折射率
      
      虽然主要是将材料分类为IR或可见材料的透射,但另一个重要属性是折射率(nd)。折射率是指真空中的光速与给定材料内的光速之比。这是一种量化当光从低指数介质进入高指数介质时“减速”的效应的手段。这也表明当倾斜遇到一个表面时有多少光被折射,其中更多的光被折射并随着其增加。
      
      折射率范围从约1.45 - 2可见材料和1.38 - 4红外材料。在许多情况下,折射率和密度都呈正相关,这意味着红外材料可能比可见材料更重;然而,更高的折射率也意味着可以用更少的透镜元件实现衍射极限性能 - 降低整个系统的重量和成本。
      
      色散
      
      色散是材料的折射率相对于波长变化的量度。它也决定了被称为色差的波长分离。定量地说,色散通过折射率阿贝数(vd)给出,该折射率是f(486.1nm),d(587.6nm)和c(656.3nm)波长下材料的折射率的函数 。
      
      阿贝数大于55(较小分散)的材料被认为是冠状材料,阿贝数小于50(分散较多)的材料被认为是火石材料。可见光材料的阿贝数在20 - 80之间,红外材料的阿贝数在20 - 1000之间。
      
      指数梯度
      
      介质的折射率随着温度变化而变化。当在不稳定的环境中工作时,这种索引梯度(dn / dT)可能会有问题,特别是如果系统设计为运行一个n值。不幸的是,红外材料通常具有比可见光材料更大的dn / dT值(比较N-BK7,可用于可见光,锗,它只在红外比较中的关键材料属性表中的红外线中传输) 。
      
      如何选择正确的材料
      
      选择正确的IR材料时,需要考虑三个简单的要点。虽然选择过程比较容易,因为与可见光相比,用于红外线的材料的实际选择要小得多,但由于制造和材料成本的原因,这些材料也往往更昂贵。
      
      热性能 - 光学材料通常放置在受到不同温度影响的环境中。另外,IR应用常见的问题是它们倾向于产生大量的热量。应评估材料的指数梯度和热膨胀系数(CTE),以确保用户达到所需的性能。 CTE是材料在温度变化时膨胀或收缩的速率。例如,锗具有非常高的折射率梯度,如果用于热挥发性环境中,可能会降低光学性能。
      
      透射 - 不同的应用在红外光谱的不同区域内运行。某些红外衬底根据手边的波长表现更好(图4)。例如,如果系统用于MWIR,锗是比蓝宝石更好的选择,在NIR中这一效果很好。
      
      折射率 - 红外材料折射率远远超过可见光材料,因此可以在系统设计中进行更多的变化。与在整个可见光谱范围内工作良好的可见光材料(如N-BK7)不同,红外材料通常限于红外光谱范围内的一个小波段,特别是在应用防反射涂层时。
      常州晶聚红光电科技有限公司是一家专业加工红外材料的科技型企业。
      公司主要加工和销售美国陶氏化学的硒化锌和硫化锌材料。公司拥有齐全的先进加工设备,包括CNC套料和异型加工及滚圆,单线切割设备。
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