国产高清一区二区三区精品亚洲,日韩中文高清免费视频免费播放,美女?人妻?日韩?密臀,精品人妻一区二区三区四区六区

撥號18861759551

你的位置:首頁 > 技術(shù)文章 > 適用于紅外 (IR) 應(yīng)用的正確材料

技術(shù)文章

適用于紅外 (IR) 應(yīng)用的正確材料

技術(shù)文章

適用于紅外 (IR) 應(yīng)用的正確材料

紅外 (IR) 簡介

紅外 (IR) 照射的特征是波長介于 0.750 -1000μm (750 - 1000000nm) 之間。由于對檢測器范圍的限制,IR照射通常分為以下三個較小的區(qū)域:0.750 - 3μm、3 - 30μm 和 30 - 1000μm 分別定義為近紅外 (NIR)、中波紅外 (MWIR) 與遠(yuǎn)紅外 (FIR)(圖 1). 紅外產(chǎn)品 廣泛用于從熱成像中的 IR 信號檢測到 IR 光譜學(xué)中的元素識別等多種應(yīng)用。隨著 IR 應(yīng)用需求的發(fā)展和技術(shù)進步,制造商已開始使用 IR 材料設(shè)計平面光學(xué)元件(例如 (i.e. 窗口片, 反射鏡, 偏振片, 分光鏡, 棱鏡), 球面透鏡 (例如平凹/平凸透鏡、雙凹/雙凸透鏡、彎月透鏡), 非球面透鏡 (拋物面、雙曲面、混合透鏡), 消色差透鏡, 以及 裝配組件 (例如成像鏡頭、擴束器、目鏡、物鏡). 這些 IR 材料或基底的物理特性各不相同。因此,了解每種材料的優(yōu)點可為任何 IR 應(yīng)用選擇正確的材料.

1.gif

圖 1: 電磁波譜

使用正確材料的重要性

由于構(gòu)成紅外光的波長長于可見光,因此在通過相同的光學(xué)介質(zhì)傳播時,這兩個區(qū)域的行為不同。有些材料可用于 IR 應(yīng)用或可見光應(yīng)用(引人注目的是熔融石英, BK7 和 藍(lán)寶石; 但是,使用更適合所執(zhí)行任務(wù)的材料可以優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)的性能。如需了解這一概念,請考慮透射率、折射率、色散與梯度折射率。如需了解更多有關(guān)規(guī)格與性質(zhì)的詳細(xì)信息,請查看光學(xué)玻璃.

透射率

定義任何材料時,重要的屬性就是透射率。透射率是光通量的衡量指標(biāo),由入射光的百分比。IR 材料在可見光區(qū)域通常是不透明的,而可見光材料在 IR 通常也是不透明的;換言之,這些材料在這些波長區(qū)域展示出的透射率接近 0%。舉例而言,請考慮 硅, 它能透射 IR,但不能透射可見光(圖 2).

2.gif

圖 2: 無鍍膜硅的透射率曲線

折射率

雖然主要根據(jù)透射率將材料歸類為 IR 材料或可見光材料,但是折射率 (nd) 也是重要屬性。折射率是指光在真空中的速度與光在介質(zhì)中的速度之比。使用折射率可以量化光線從低折射率介質(zhì)進入高折射率介質(zhì)時“減緩速度”的效果。它也可以指出以傾斜方向射向表面時折射的光線量,nd 越高,折射的光線越多(圖 3).

3.gif

圖 3:從低折射率介質(zhì)到高折射率介質(zhì)的光線折射

可見光材料的折射率大約介于 1.45 - 2 之間,IR 材料的折射率大約介于 1.38 - 4 之間。在許多情況下,折射率與密度存在正相關(guān)關(guān)系,這意味著 IR 材料較可見光材料更重;但是,更高的折射率也意味著可以使用更少的透鏡元件(從而降低整體系統(tǒng)重量與成本)實現(xiàn)衍射極限性能.

色散

色散用于衡量材料的折射率隨波長變化的幅度有多大。它還能確定對產(chǎn)生色像差的波長進行的分離。定量而言,色散與色散系數(shù) (vd) 成反比,是材料在 f (486.1nm)、d (587.6nm) 和 c (656.3nm) 波長時折射率的函數(shù)(等式 1).

色散系數(shù)大于 55(色散較少)的材料視為冕材料,色散系數(shù)小于 50(較多色散)的材料視為火石材料??梢姽獠牧系纳⑾禂?shù)大約介于 20 - 80 之間,IR 材料的色散系數(shù)大約介于 20 - 1000 之間.

折射率梯度

介質(zhì)的折射率會隨著溫度的變化而不同。系統(tǒng)在不穩(wěn)定的環(huán)境中工作時,此折射率梯度 (dn/dT) 可能會產(chǎn)生問題,尤其是在系統(tǒng)針對單一 n 值進行設(shè)計的情況下,更是如此。遺憾的是,IR 材料的 dn/dT 值通常大于可見光材料, 紅外比較表)內(nèi)的“重要材料屬性”表中對能用于可見光的 N-BK7 與只能透射 IR 的(鍺材料進行了比較.

如何選擇正確的材料

選擇正確的 IR 材料時,有三個簡單的要點需要考慮。雖然選擇流程更簡單,因為與可見光相比,對用于紅外光的材料進行實際選擇的范圍會小得多,但是這些材料通常會基于制造和材料成本等原因而更為昂貴.

01.熱性質(zhì) – 光學(xué)材料經(jīng)常放置在溫度發(fā)生變化的環(huán)境中。此外,人們普遍擔(dān)心的一點是 IR 應(yīng)用常常會產(chǎn)生大量的熱。應(yīng)該對材料的折射率梯度和熱膨脹系數(shù) (CTE) 進行評估,以確保提供所需的性能來滿足用戶。CTE 是材料在溫度變化時發(fā)生膨脹或收縮的比率。例如,鍺材料的折射率梯度非常高,如果在熱不穩(wěn)定的環(huán)境中使用,可能會導(dǎo)致光學(xué)性能降級.

02.透射率 – 不同的應(yīng)用可在不同的 IR 光譜區(qū)域中進行作業(yè)。視所用的波長而定,某些 IR 基底的性能更好(圖 4)。例如,如果系統(tǒng)將在 MWIR 區(qū)域進行作業(yè),則使用鍺 材料比使用藍(lán)寶石更理想,后者更加適用于 NIR 區(qū)域.

03.折射率 – IR 材料在折射率方面的變化遠(yuǎn)大于可見光材料,因此在系統(tǒng)設(shè)計方面更有彈性,可進行更多變化??梢姽獠牧希ɡ?N-BK7)適用于整個可見光光譜,但 IR 材料與此不同,通常僅適用于 IR 光譜內(nèi)的窄小頻帶,尤其是在應(yīng)用增透膜時,更是如此.至少1米的安全距離,疫情之下優(yōu)良的出行方式是,開車,騎車,走著。

5.gif

圖 4: 紅外基底比較(適用于 N-BK7 的波長范圍也適用于可見光波長所用的諸如 B270、N-SF11、BOROFLOAT® 等絕大部分基底)

紅外比較

雖然存在很多 IR 材料,但是其中只有一小部分主要供光學(xué)元件、成像和光電行業(yè)用于制造現(xiàn)成可用型元件。氟化鈣, 熔融石英, 鍺材料, 氟化鎂, N-BK7, 溴化鉀, 藍(lán)寶石, 硅, 氯化鈉, 硒化鋅 和硫化鋅都有自己*的屬性,這些屬性不僅能使這些材料彼此區(qū)分,還能使其適用于特定應(yīng)用。以下表格提供了一些常用基底的比較.

聯(lián)系我們

地址:江蘇省江陰市人民東路1091號1017室 傳真:0510-68836817 Email:sales@rympo.com
24小時在線客服,為您服務(wù)!

版權(quán)所有 © 2024 江陰韻翔光電技術(shù)有限公司 備案號:蘇ICP備16003332號-1 技術(shù)支持:化工儀器網(wǎng) 管理登陸 GoogleSitemap

在線咨詢
QQ客服
QQ:17041053
電話咨詢
0510-68836815
關(guān)注微信