红外透镜的材料有哪些红外光学性能？

　　红外透镜广泛应用于红外阵列摄像机、红外下挂彩色和黑色摄像机等红外监控产品。红外透镜的红外光学材料是指站在红外成像与制导技术中用于制造透镜，棱镜，窗口片，滤光片，整流罩等的一类材料，这些材料具备满足需要的物理及化学性质，那么红外透镜的材料有哪些红外光学性能呢？下面润之汇小编来给大家介绍。

　　红外透镜的材料有哪些红外光学性能：

　　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、到热率、热膨胀系数、比热容等在红外光学器件（如透镜、棱 镜、滤光片和整流罩等）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s l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1 l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1 l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（因此要求吸收率和反射率要很低）。

　　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，窗口必须要能很好的与玻璃或其他探测器外壳材料相封接， 因此热膨胀系数要匹配，并且窗口的透过率不应随温度变化显著变化。一般窗口要暴露在空气中，因此，它应该不怕潮，化学稳定性好，较长时间内不发霉、发毛，负责散射等影响将使透过率降低。另外，窗口材料应当易于加工和切割成各种形状。为了减小反射损失， 可选择折射率低的材料作窗口材料，若必须折射率高的材料，则要易于镀增透膜。同时，窗口一般较薄，材料应有足够的强度。对整流材料的要求是在探测器相应波段内，整流罩必须有很高的透过率，自辐射应很小，以免产生假信号。有些材料在室温有很高的透过率，但高温时，由于只有载流子吸收增加，透过特性显著恶化（例如锗），这种材料就不能作为整流罩。

　　高分子材料价格便宜、耐酸碱和耐腐蚀性良好，不溶于水，在近红外和远红外有良好的透过率，这是它的优点。但是高分子材料结构复杂，分子的振动和转动吸收带以及晶格震动吸收带正好在中红外波段，因此在中红外波段塑料的透过率很低，并且塑料的软化温度较低，强度不高，只能在较低温下做窗口和保护膜等，少数塑料可做透镜，但不能做整流罩。

　　塑料的用途主要在远红外区域，中近红外使用较少。做常用的塑料是有机玻璃，即聚甲基丙烯酸甲酯，它透可见光和近红外，常用作保护膜、增透膜和窗口材料。聚乙烯不透可见光，但远红外的透过率很高，是一种常温下使用的远红外光学材料。高密度聚丙烯比聚乙烯坚硬，在中红外某些波段有一定的透过率。

　　以上内容就是对红外透镜的材料有哪些红外光学性能的介绍了，如今红外材料今天已经发展成了一个庞大的家族，其技术复杂，多样，令人目不暇接。另外，一般来说，红外光学材料的透过波段和透过率与材料内部结构，特别是能级结构及化学键有密切关系。