紅外波段泛指900nm以上到25um的範圍,人眼(400nm-700nm可見光)在這波段無法(fǎ)感應。采用對(duì)熱輻射敏(mǐn)感的材料如(rú)非晶矽(α-Si)、氧化釩(OVx)、碲鎘汞(MCT)、砷镓銦InGaAs、硒化鉛(PbSe)、砷化镓(GaAs)等製作探測器,可以對有溫差的物體進行熱輻射(shè)探測或成像。
  如同可見光成像,紅外透鏡(jìng)。紅(hóng)外成像也(yě)是通(tōng)過透鏡組匯聚被探測的光信號到探測器上,再由探測(cè)器及(jí)其後道進行光(guāng)信號到電信號的的轉換。探測器(qì)和應用(yòng)領域不同,光學係統所使用的透(tòu)鏡材料亦(yì)不同。針(zhēn)對不同紅外透鏡材料的特性(xìng),加工手段和(hé)工藝裝備也各不相同。本文基於作者多年紅外產業的經驗,結(jié)合當今發展趨勢,為讀者做一簡單介紹(shào)。由於為一家之言,難免有不妥(tuǒ)之(zhī)處,還(hái)請不吝指出(chū)。
  典型的紅外光學材料有晶體材料如Ge、Si、ZnS、 ZnSe、CaF2等,硫係玻璃(lí)IRG-2、IRG-4、IRG-6<AMTIR- 1、AMTIR-II等,一(yī)些900nm以上(shàng)透光的玻璃材料如紅外石英玻璃、藍寶石,還有紅外透光的塑料如有機(jī)玻璃(lí)、聚乙(yǐ)烯、聚四氟乙烯。
  Si是一種用於(yú)3-5um很好的單晶材料,材質脆硬。

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  Ge在8-12um部分使用的更為普(pǔ)遍。當時由於礦產(chǎn)資源的保(bǎo)護,Ge的價格越來越高,資源也越來越少。
  這也引(yǐn)出了(le)現在的(de)硫係玻(bō)璃材料,是采用硫、鍺、砷等不同的配比達到紅外透光的效果,並且由於可以模壓,因此在大量製造領域,其有著巨大的需求。

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  CaF2是一種從可見光到紅外都透光的材料,對於溫度環境很敏感,尤其是溫差的變(biàn)化容(róng)易導致破裂。他用於消色差的場合以及短(duǎn)波紅外有著(zhe)極好的前景。而在大眾化的消費品紅外運用中,紅外塑料由於(yú)可以注塑價格低廉受到青睞。
  光學冷加工
  如(rú)同(tóng)可見光玻璃類的加工,紅外球麵鏡片可以通過傳統拋光方式製(zhì)造。根據麵形和直(zhí)徑的大小,可(kě)以選擇二軸機,4軸(zhóu)機,或者更多的16軸機器。
  CNC設備也是另外一(yī)套加工工藝,比如以德製設備(bèi)為主的SatisLoh、Schneider和Optotec,或者美國OptiPro 都可以(yǐ)實現CNC精密編程拋(pāo)光,除了球麵,還有(yǒu)非球麵的拋光。
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  根據不同的材料(liào),選用(yòng)的拋光粉可以是氧化鍶,白剛玉(yù),金剛石微粉等。然而,最普遍的(de)還是采用多軸超精密單點車床直接在晶體或玻璃塑料甚至金屬表麵上車出拋(pāo)光級別的表麵。其表麵粗糙度可以達到20A-200A不等(看材料和工藝)。最主要的,單點車床可以車出衍射麵(二元麵),無論在Ge, 還(hái)是Si、ZnSe、ZnS、 CaF2、硫係玻璃、塑料等。相比於加工效(xiào)率,單點車(chē)優於CNC光學拋光機。
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  另(lìng)外,超聲波或者激光輔助單點車的加工工藝,已(yǐ)經證明可以直接在材料表麵車削出(chū)表麵品質達到要求的鏡片,並且(qiě)這些(xiē)輔助加(jiā)工技術都受到專利的保護。

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  真空鍍膜
  紅外(wài)鍍膜是另一個尖端的科技,紅外的應(yīng)用場景變(biàn)化多端,有的(de)在炎熱的撒哈拉(lā)沙漠高達70-80度,有的用於天寒地凍的北歐南極零下30-40度。風沙,雨水,海潮鹽霧,都對鏡頭尤其是第一麵要求很高。所以外表塗層技術(shù)至關重要。除了要有高的透過(guò)率,還要耐磨耐擦耐鹽霧。因此類金(jīn)剛石膜是理想的外表塗層。增透(AR) 的透過率一般平均在97%以上(shàng),金剛石膜的透過率在91% 或以上。4