光学元件系列(二):常用光学材料
发布时间:2020-06-29 00:00:00 阅读次数:318

 

每种光学材料都有不同的性质,并且对于不同光谱范围应用需要选择不同材料,本节介绍几种常用光学元件材料。

 

K9,H-K9L,BK7,N-BK7,JGS1,UVFS

 

 

  • K9、H-K9L均为成都光明(CDGM)玻璃牌号,两者在可见光到近红外(350-2000 nm)具有较高透过率,H-K9L中前缀H表示是不含铅、砷、镉以及其他放射性元素,后缀L表示与国标玻璃对应牌号中标称的折射率基本相同,色散稍微有差异;
  • BK7、N-BK7均为肖特(Schott)玻璃牌号,其光学性能和成都光明K9、H-K9L基本相同,前缀N也是表示不含铅、砷、镉以及其他放射性元素;
  • JGS1是成都光明玻璃牌号,UVFS是康宁(Corning)玻璃牌号,两者从紫外到近红外(185-2100 nm)具备较高的透过率,两者都是紫外级熔融石英,具有较低热膨胀系数。
对比如下:

 

 

氟化钙(CaF2),氟化钡(BaF2),氟化镁(MgF2)

 

 

  • 氟化钙(CaF2)从紫外到红外波段(180 nm-8 μm)都有较高的透过率,且折射率低,从紫外到红外波段,折射率变化1.51~1.35,使其不镀增透膜也可也有较高的透过率,高损伤阈值,常用于准分子激光器。 热膨胀系数大,热稳定性差,易潮解,常用于红外窗口片、透镜等元件。

  • 氟化钡(BaF2)从紫外到红外波段(200 nm-11 μm)透过率较高,其在8-10 μm处仍然较高透过率,耐高功率,较强的吸水性,易潮解。 在干燥环境可在800℃环境使用,常用于红外窗口片、透镜等元件。

  • 氟化镁(MgF2)从紫外到红外(200 nm-6 μm)有较高透过率,折射率低,不镀增透膜也具有较高透过率,具有双折射晶体特性,切割时使C轴与光轴平行而降低双折射特性。 其折射率介于空气和普通玻璃材料之间,常用于增透膜材料,是一种强力材料,具有良好的热稳定性和硬度,具有高损伤阈值,抗化学腐蚀,机械冲击。

注意: 氟化物都易潮解,须存储在干燥环境,氟化物具有少许刺激性,操作人员需佩戴防尘口罩,橡胶手套避免用手直接接触产品,且工作完毕后洗手。 避免与酸类物品接触和存储。
对比如下:

 

 

硒化锌(ZnSe),硅(Si),锗(Ge),蓝宝石(Al2O3)

 

 

  • 硒化锌(ZnSe)的光谱透射范围600 nm-16 μm,折射率较高,一般需要镀增透膜减少表面反射,材质软,易刮伤,清洁时要注意用力均匀,耐热性能好,低吸收率,常用于高功率二氧化碳激光器。

  • 硅(Si)适用光谱范围1.2 μm-8 μm,尤其是3-5 μm,材料密度小,适用于对质量敏感的应用。 高热传导率,适合用作红外反射镜。

  • 锗(Ge)适用光谱范围2 μm-16 μm,折射率高,温度敏感,随温度升高,透过率降低,200℃完全不透光,常用于100℃以下,密度大。

  • 蓝宝石(Al2O3)的透过光谱从紫外到红外(150 nm-5 μm),表面硬度超高,只能被除它自己之外的极少数材料刮伤。 高硬度能够制造比其它基底更薄的光学元件。 蓝宝石具有化学惰性,在最高1000 °C时不溶于水、普通的酸和碱。

注意: 这些材料的灰尘有毒,操作人员需佩戴防尘口罩,橡胶手套避免用手直接接触产品,且工作完毕后洗手。 避免与酸类物品接触和存储。
对比如下:

 

以上讲述了几种常用材料,在其光谱范围内,如果对透过率或折射率有要求,可以通过增透膜来达到目的。 下一节我们来讲增透膜。

 

×
联系客服