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紅外材料技術與微電子技術的結合，極大地推動了紅外成像與紅外制導技術的發(fā)展。紅外技術應用與發(fā)展，又促進了紅外材料技術的發(fā)展及進步。對紅外材料的耐高溫、高強度、大尺寸、化學及物理穩(wěn)定性等提出了一系列更高要求。

紅外光學材料是指在紅外成像與制導技術中用于制造透鏡、棱鏡、窗口、濾光片、整流罩等的一類材料。這些材料具備滿足需要的物理及化學性質，即主要指標為:?良好的紅外透明性與較寬的透射波段。一般來說，紅外光學材料的透過波段和透過率與材料內部結構，特別是能級結構及化學鍵有密切關系。例如，對于晶體材料，其短波吸收限,主要取決于禁帶寬度，而長波限取決于聲子吸收即晶格振動吸收。而晶格振動的頻率T與吸收長波限相關，即振動頻率T越低，長波限值越長。對于金剛石結構的晶體材料，在紅外波段內沒有較強的一次晶格振動諧波，面高次諧波吸收較弱，因而金剛石結構晶體有較好的透過率及較寬的頻段特性。

對于晶體材料，若不考慮雜質與缺陷?(?氣孔等)?，從理論上講，大多數(shù)單晶材料與多晶材料紅外透明性能幾乎一致。因而多晶制備技術，特別是多晶熱壓、PVD、CVD?制備技術得到了長足發(fā)展。由于多晶性能與單晶一致，不存在解理面，其機械強度、抗熱沖擊、經(jīng)濟性等優(yōu)于單晶，可以做到很大尺寸等，在一些領域已取代了單晶材料。

對于玻璃及塑料，其透射波段及透過率與原子及分子結構有關，但由于其結構的長程無序，它的短波及長波吸收限與禁帶寬度及聲子吸收的對應關系較為模糊。玻璃與塑料的應用與研究是近年來活躍的領域。

紅外材料今天已發(fā)展成了一個龐大的家族，其技術復雜、多樣，令人目不暇接。本文僅對幾種重要的紅外材料近年來應用及發(fā)展情況作一介紹。

2???晶體材料

晶體材料是人們最早使用的一類紅外光學材料，也是目前主要使用的光學材料。晶體材料包括離子晶體與半導體晶體，離子晶體包括堿鹵化合物晶體，堿土)?)?)?鹵族化合物晶體及氧化物及某些無機鹽晶體。半導體晶體包括Ô族單元素晶體、ó~Õ族化合物和ò~?Ö?族化合物晶體等。離子型晶體通常具有較高的透過率，同時有較低的折射率，因而反射損失小，一般不需鍍增透膜，同時離子型晶體光學性能受溫度影響也小于非離子型晶體。半導體晶體屬于共價晶體或某種離子耦合的共價鍵晶體。晶體的特點是其物理和化學特性及使用特性的多樣性。晶體的折射率及色散度變化范圍比其它類型材料豐富得多?？梢詽M足不同應用的需要，有一些晶體還具備光電、磁光、聲光等效應，可以用作探測器材料。關于探測器材料，由于篇幅，本文不作介紹。

硫化鋅材料

硫化鋅是一種無機化合物，化學式為ZnS，為白色或微黃色粉末，見光色變深。在干燥空氣中穩(wěn)定，久置濕空氣中或含有水分時，漸氧化為硫酸鋅。硫化鋅材料的研究從1868年法國化學家Sidot發(fā)現(xiàn)至今已有150多年的歷史。

-硫化鋅晶體-

-硫化鋅晶胞-

硫化鋅紅外光學材料

目前，光學材料的種類多達幾十種：無色光學玻璃和有色光學玻璃，紅外光學材料，光學晶體，光學石英玻璃，人造光學石英晶體，微晶玻璃，光學塑料，光學纖維，航空有機玻璃，乳白漫射玻璃以及有關液體材料等。

其中紅外材料是其中最常見的一種。紅外光學材料主要有硫化鋅、金剛石、單晶鍺、硅、砷化鎵、氟化鎂和藍寶石等，硫化鋅是其中最常見的紅外光學材料之一。

在光學行業(yè)中，硫化鋅是一種光學化學惰性材料，具有純度高，不溶于水，密度適中，易于加工等特點。廣泛應用于紅外窗口，整流罩和紅外光學元件的制作。

和硒化鋅ZnSe一樣，硫化鋅也是一種折射率均勻性和一致性好的材料。在8000nm-12000nm波段具有很好的圖像傳輸性能，該材料在中紅外波段也有較高的透過率，但隨著波長變短，吸收和散射增強。

與硒化鋅相比，硫化鋅的價格低，硬度高，斷裂強度是硒化鋅的兩倍，抗惡劣環(huán)境的能力強，非常適合用于制造導彈整流罩和軍用飛行器的紅外窗口。

-硫化鋅的光學曲線-

鍺是較常見的光學材料，它不僅可以用于長波紅外，也可以用于中波紅外。鍺在光加工、鍍膜和調整過程中應仔細處理。由于鍺的用途很廣，與它的優(yōu)點相比，它的問題都可以解決。