紅外波段泛指900nm以上到25um的範圍,人眼(400nm-700nm可見光)在這波段無法感應。采用對(duì)熱(rè)輻射敏感的材料如非晶矽(guī)(α-Si)、氧(yǎng)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探測或成像。
如同(tóng)可見光成像,紅(hóng)外透鏡。紅外成像也(yě)是通過透鏡組匯聚被探測(cè)的光信號到探測器上,再由探測器及(jí)其後道進行光信(xìn)號到電信號的的轉換。探測器和應用領域不同,光學係統所使用的透鏡(jìng)材料(liào)亦不同。針對不同紅外透鏡材料(liào)的特(tè)性,加工手段和工藝裝備也各不相同。本文基於作者多年紅外產業(yè)的經驗,結合當今發展(zhǎn)趨勢,為讀者做一簡單介紹。由於為一家之言,難(nán)免有不妥之處,還(hái)請不吝指出。
典型的紅外光學(xué)材料有晶體材料如Ge、Si、ZnS、 ZnSe、CaF2等,硫係玻璃IRG-2、IRG-4、IRG-6<AMTIR- 1、AMTIR-II等,一些(xiē)900nm以上透光的玻璃材料如紅外石(shí)英玻(bō)璃、藍寶石,還有紅外透光的(de)塑料如有機玻璃、聚乙烯(xī)、聚(jù)四氟(fú)乙烯。
Si是一種用於3-5um很好的單晶材(cái)料,材質脆硬。
Ge在8-12um部分使用的更為普遍。當(dāng)時由於礦產資(zī)源的保護,Ge的價格越來(lái)越高,資(zī)源也越來越(yuè)少。
這也引出了現在的硫係玻璃材料,是采用硫(liú)、鍺、砷等不同的配比達到紅外透(tòu)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。
CaF2是一種從可見光到紅外都透光的材料,對(duì)於(yú)溫度環境很敏感,尤其是溫差的變化容易導致破裂。他用於消色差的場合以及短(duǎn)波紅外有著極好的前景。而在(zài)大眾化的消費品紅外運用中,紅外塑料由於可以注塑價格低廉受到青睞。
光學冷加(jiā)工
如同可(kě)見光玻璃類(lèi)的加(jiā)工,紅外球麵鏡片可以通過(guò)傳統拋光方式製造。根據麵形和直徑的大小,可以選擇二軸機,4軸機,或者更多的16軸機器。
CNC設備也是另外一套加工工藝,比如以德製設備為主的SatisLoh、Schneider和(hé)Optotec,或者美(měi)國OptiPro 都可以實現CNC精密編程拋光,除了球麵,還有非球(qiú)麵的拋光。
根據(jù)不同的材料,選用的拋光粉(fěn)可以是氧化鍶,白剛玉,金剛石微粉等。然而,最普遍的還是采用多(duō)軸超精密單點車(chē)床直接在(zài)晶體或玻璃塑料甚至金屬表麵上車出拋光級別的表麵。其表麵粗糙度可以達到20A-200A不等(看材料(liào)和工藝)。最主要的,單點車床可以(yǐ)車出衍射麵(二(èr)元麵),無論在Ge, 還(hái)是Si、ZnSe、ZnS、 CaF2、硫係(xì)玻璃、塑料等。相比於加工效率,單點(diǎn)車優於CNC光學拋光機。

另外,超聲波或者激(jī)光輔助單(dān)點車的加工工藝,已經證明可以直接在(zài)材料表麵車削出表(biǎo)麵(miàn)品質達到要求的鏡片,並且這些輔助加工技術(shù)都受到專利的(de)保護。
真空鍍膜