紅外透射材料

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更新時間: 2013-09-17

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紅外透射材料指的是能透過紅外輻射的材料,用於製造紅外儀器的部件,如紅外探測器的窗口、紅外儀器光學系統的透鏡和稜鏡等。

紅外透射材料 -紅外透射材料

 

紅外透射材料 -正文
  能透過紅外輻射的材料,用於製造紅外儀器的部件,如紅外探測器的窗口、紅外儀器光學系統的透鏡和稜鏡等。對這些材料的要求是:①能透過所需波段的紅外輻射;②有儘可能高的透射比;③機械強度高;④化學穩定性好。
  若紅外透射材料是平板型,當紅外輻射投射到它的表面上時,部分被反射,其餘進入體內。進入體內的有一部分被吸收,剩餘部分透射過去。若吸收比為α,反射比為ρ,透射比為τ(都是對入射輻射功率之比而言),則αρτ=1。紅外透射材料要求有儘可能大的ταρ應儘可能小。后兩者皆取決於物質的微觀結構。
  α決定於物質內部的輻射吸收過程,如晶格振動吸收所引起的基本吸收,分子晶體中的分子振動和轉動所引起的特徵吸收,以及半導體中電子從價帶躍遷到導帶的本徵吸收。這些都是材料所固有的輻射吸收過程。此外,尚有雜質吸收、自由載流子吸收,多晶體中晶粒間界的散射所引起的輻射衰減也相當於吸收。固體材料中任一個固有的輻射吸收過程,都會在某一波段引起相當大的吸收。因而τ必然很小。因此,紅外透射材料的透射波段只能選擇在沒有這類固有吸收過程的波段內,而且其他吸收也必須降低到可以忽略的程度,即α≈0。這樣,就只有反射的損失。
  反射有漫反射和鏡面反射兩種。漫反射與表面光潔度有關,越光潔漫反射率就越低。必須設法將這部分反射損失降低到可忽略不計的程度。鏡面反射與材料的折射率有關。在沒有吸收的波段,對於垂直投射的輻射,其反射率為

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式中n為材料的折射率。反射率是指一個面上反射輻射功率與入射輻射功率之比。通常在測量時,把紅外透射材料做成有兩個平行表面的薄板。當進入材料的輻射碰到第二個表面時,也有部分被反射,回到第一個表面,而且又有部分輻射透出表面,與第一次反射輻射疊加。因而實際測量的反射比是多次反射的疊加,其結果為

紅外透射材料

折射率越大,反射率和反射比就越大。有些半導體材料的折射率大致為4。因此,在透明區反射損失約為 53%。這一反射損失,可用增透膜的辦法予以減小。

紅外透射材料紅外透射材料

  材料的機械強度和化學穩定性也是由材料的本質決定的。因此,有用的紅外透射材料是在研究大量固體材料的基礎上選擇出來的。圖中為常用的幾種紅外透射材料的透射光譜。

 

紅外透射材料 -配圖

 

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