红外光学元件的制备

    一、引言

    可见光谱在0.4一0.7微米波段，可见区外，来有较宽的电磁波谱带。波长由0.7一1000微米的电磁波被称为红外线。其中，近红外在0.7一2微米，中红外在2一14微米间，14一1000微米，则看作为远红外。通常卤化银感光乳剂能记录物像，但光波波长不能大于2微米。

    大气是由氧、氮和一些化合物组成，并含有水蒸汽、尘埃烟雾。其中有些物质对特定波长的红外辐射是完全吸收的，而对其它波长的辐射却可以透过，大气的一个“窗口”从紫外波段到2。5微米，近、中红外线的大气“窗口”分别为3一5微米和8一14微米波段。

    度在绝对零度以上的物体所放出的红外辐射，像可见光一样能穿过透明介质，或被介质反射。玻璃能透过可见光和近红外光，但不能透过波长的较大的红外线，硅、锗这类材料却不同，它们能透过对特定波段的红外辐射，但不透可见光。

    作为应用，红外光学材料至少要能透过某一大气“窗口”的红外辐射;因光学玻璃仅能透射的波长在2微米以内，所以，要求有能透过大于2微米的特殊红外光学材料。

    红外光学材料和可见光学材料的折射率范围有很大差异。通常光学玻璃的折射率约为工.5一1.8，氟化镁的折射率为1.35，锗为4，其它红外材料的折射率在这两值之间。约有25。种光学玻辆可用来制作可见光透镜，但能用作红外透过元件的材料，还不到25种。

   所有柯达克Irtran系红外透射材料，氟化镁(Irtran);硫化锌(Irtran2);硒化锌(Irtran4);氟化钙(Irtran3);一氧花镁(Irtran5)和磅化镐(Irtran6)，;均属热压多晶体一类，且由化学纯的无机化合物制得。每种材料都先置于一个承受被压的摸内，同时由感应加热升温，由于塑性变形，温度不到粉末材料的熔点就可以、获得充孔原·的光学致密材料了。在块形材料怜却以后，内部形成微小晶粒，由于晶粒间接触紧密，因此，可以实现光能透射，但在晶粒界面处有少量的散射。多晶元件的最大尺寸升由模具的大小、成本以及高压强的获得等综合要求所限定。多晶材料，可以像加工光学玻璃那样进行切割、研磨、或抛光，但抛光材料应含细粒的氧化铝或金刚石，而不用氧化柿(见图1)。

    一般光学玻璃的透明度，通常可由人眼的视觉来判断，但对红外材料，只能用分光光度测定仪。红外材料的透明度，常在其整个波段上估价，包括长波和短波的截止波长，若考虑到吸收的光损失，还须知道材料厚度。

    红外材料表面，涂上抗反射膜，透射率就大大提高，同时降低了反射损失，只要因镀膜而降低反射且无吸收，那么部分反射能量便可转换为透射能量。