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[原创]红外光学材料的选择 [复制链接]

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离线小火龙果

工程师

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只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2020-01-15

现在流行的光学设计软件如SYNOPSYS™、CODE V和Zemax等在其玻璃库里面都包括红外材料。

由Texas Instruments, Inc.（德克萨斯仪器公司）的Paul Klocek主编的Handbook of Infrared Optical Materials（红外光学材料手册）收集了常用的红外光学材料的各种性能参数，是目前看到的红外光学材料手册中资料最全的一本。作者只简单地把红外光学材料分为晶体和玻璃两大类，把单晶和各种多晶都归到晶体，把陶瓷也归为玻璃，比较简单实用。此外还可以参考各红外光学材料生产厂商所提供的数据资料。

一般国外的生产厂商都会提供其所生产的材料的各种性能参数，而国内的生产厂商提供的数据资料往往不太详细。最近湖北新华光信息材料有限公司在其网站上提供了可供Zemax软件直接调用的包括该公司生产的红外光学材料在内的最新玻璃库文件，大大方便了光学设计人员。

可以用类似可见光玻璃表示色散的方法，用阿贝（Abbe）数来表示红外光学材料的色散。把一些常用的红外光学材料在三个大气窗口的阿贝（Abbe）数，列成一个表格，供参考。

三个大气窗口的阿贝（Abbe）数定义如下：ν1~3μm = (n2μm-1) / (n1μm-n3μm)ν3~5μm = (n4μm-1) / (n3μm-n5μm)ν8~12μm = (n10μm-1) / (n8μm-n12μm)
某些红外光学材料的透过波长和红外波段的阿贝（Abbe）数

如果一种红外光学材料在某一波段的阿贝数较大，说明其在该波段的色散较小，可以用来制作该波段的正透镜。反之，如果一种红外光学材料在某一波段的阿贝数较小，说明其在该波段的色散较大，可以用来制作该波段的负透镜。这与可见光玻璃中冕牌玻璃和火石玻璃的作用相似。
比如，在中波红外波段，硅的阿贝数比锗大很多，因此，在中波红外波段，可以用硅做正透镜，用锗做负透镜。

而在长波红外波段，锗的阿贝数比AMTIR-1大很多，因此，在长波红外波段，可以用锗做正透镜，用AMTIR-1做负透镜。