این مقاله عمدتاً به معرفی مواد نوری رایج، زمینه های کاربردی آنها و محدوده انتقال مواد نوری می پردازد تا منابع فنی برای طراحی و تولید فیلترها و لنزهای نوری ارائه شود.
H-K9L
شیشه K9 (معادل شیشه BK7) رایج ترین شیشه نوری بی رنگ است که دارای سختی بالا و مقاومت در برابر خراش است اما ضریب انبساط حرارتی زیادی دارد. برای کاربردهای حساس به دما توصیه نمی شود و به طور گسترده در دستگاه های نوری مرئی و نزدیک به مادون قرمز مانند فیلترها، آینه های تخت، لنزهای نوری، منشورها و غیره استفاده شده است.
محدوده انتقال شیشه K9: 330 نانومتر تا 2100 نانومتر.
سری کوارتز ذوب شده
به دلیل پایداری حرارتی عالی، کوارتز ذوب شده معمولاً در محیط هایی با دمای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. گریدهای رایج مواد کوارتز ذوب شده JGS1، JGS2، JCS3 هستند.
JGS1 معمولاً در نوارهای فرابنفش، مرئی و نزدیک به مادون قرمز استفاده می شود و این ماده حاوی حباب یا ناخالصی نیست.
محدوده انتقال JGS1: 170 نانومتر تا 2100 نانومتر.
JGS2 معمولاً برای زیرلایه های آینه استفاده می شود و این ماده حاوی حباب های کوچک زیادی است.
محدوده انتقال JGS2: 260 نانومتر تا 2100 نانومتر.
JGS3 دارای قابلیت عبور خوب در مادون قرمز است، اما حاوی حباب های زیادی است که استفاده گسترده از آن را محدود می کند.
محدوده انتقال JGS3: 185 نانومتر تا 3500 نانومتر.
کریستال کوارتز
کریستال های کوارتز به دلیل خواص پیزوالکتریک عالی، ضریب انبساط حرارتی کم و خواص مکانیکی و نوری عالی، به طور گسترده در صنایعی مانند الکترونیک دقیق، اپتیک دقیق و فناوری لیزر استفاده می شوند. بلورهای کوارتز دارای انکسار مضاعف تنش کم و یکنواختی با ضریب شکست بالا هستند.
محدوده انتقال کریستال های کوارتز از 200 نانومتر تا 2500 نانومتر است.
منیزیم فلوراید (MgF2)
کریستال فلوراید منیزیم یک ماده نوری ایده آل است که عمدتاً برای منشورهای نوری، لنزهای نوری، فیلترهای نوری و سایر اجزای نوری دیگر استفاده می شود. بلورهای فلوراید منیزیم مقاومت بسیار بالایی در برابر ضربه و تابش مکانیکی و حرارتی دارند. محدوده انتقال نور او بسیار گسترده است، از اشعه ماوراء بنفش عمیق در 120 نانومتر تا مادون قرمز دور در 7000 نانومتر را پوشش می دهد. فلوراید منیزیم به طور گسترده در زمینه های با تکنولوژی بالا مانند اپتیک، ابزارهای نوری، ارتباطات فیبر نوری، فناوری لیزر، اپتیک یکپارچه، منابع نور سرد، رنگدانه های فتوکرومیک، خودرو، تجهیزات ارتباطی، اسباب بازی ها، صنایع دستی و غیره استفاده می شود.
محدوده انتقال فلوراید منیزیم: 120 نانومتر تا 7000 نانومتر
فلوراید کلسیم (CaF2)
فلوراید کلسیم دارای خواص عبوری عالی از UV تا متوسط مادون قرمز است. فلوراید کلسیم (CaF2)، که معمولاً به عنوان یک دستگاه نوری برای لیزرهای شبه مولکولی استفاده می شود، دارای ضریب شکست 1.428 در طول موج 1.064 میکرومتر و پایداری مکانیکی و محیطی بالا است. فلوراید کلسیم برای کاربردهایی که به آستانه آسیب کم، فلورسانس کم و یکنواختی بالا نیاز دارند بسیار مناسب است و به طور گسترده در پنجره های مادون قرمز، منشورها و لنزهای نوری استفاده می شود.
محدوده انتقال فلوراید کلسیم: 170 نانومتر تا 7800 نانومتر
سلنید روی (ZnSe)
سلنید روی یک ماده مادون قرمز بسیار خوب با دامنه انتقال گسترده است. به دلیل ویژگی های عالی تصویربرداری و شوک حرارتی، اغلب به عنوان عدسی برای لیزرهای دی اکسید کربن و پنجره های فیلتر نوری استفاده می شود. سلنید روی به طور گسترده در زمینه هایی مانند لیزر، پزشکی، نجوم و دید در شب مادون قرمز استفاده می شود.
محدوده انتقال سلنید روی: 500 نانومتر تا 19000 نانومتر
سنگ قیمتی (Al2O3)
سنگ جواهر (همچنین به عنوان یاقوت کبود شناخته می شود) نوعی کوراندوم است که ماده ای با سختی بسیار بالا است. دارای عملکرد مکانیکی عالی و طیف بسیار گسترده ای از انتقال نور است و اغلب در زمینه هایی که نیاز به خراش های سطحی بالایی بر روی اجزای نوری دارند استفاده می شود. این به طور گسترده ای در دستگاه های نظامی مادون قرمز، فناوری فضای ماهواره ای، مواد پنجره لیزری با شدت بالا برای هوافضای غیر نظامی، صنایع نظامی و غیره مانند پنجره های شفاف، فیرینگ ها، پنجره های نوری الکترونیکی، صفحات محافظ، ژیروسکوپ ها، یاتاقان های مقاوم در برابر سایش و سایر اجزا استفاده می شود. تجهیزات اپتوالکترونیک نظامی مانند غلاف های الکترواپتیکال، ردیاب های الکترواپتیکال، سیستم های نظارت مادون قرمز، دکل های الکترواپتیکی زیردریایی و غیره.
محدوده انتقال سنگ قیمتی (Al2O3): 180 نانومتر تا 4500 نانومتر
سیلیکون (Si)
سیلیکون یک ماده نوری رایج در باند مادون قرمز متوسط است که به طور گسترده در تجهیزات نظامی، نظارت امنیتی و سایر زمینه ها استفاده می شود. باند انتقال آن 3 تا 5 میکرون است و به طور گسترده در صنایعی مانند هوافضا، الکترونیک و برق، ساخت و ساز، حمل و نقل، انرژی، شیمیایی، نساجی، غذایی، صنایع سبک، پزشکی و کشاورزی استفاده می شود.
محدوده انتقال سیلیکون (Si): 1200 نانومتر تا 7000 نانومتر
ژرمانیوم (جنرال الکتریک)
ژرمانیوم یک ماده نوری مادون قرمز دور با ضریب شکست نوری بسیار بالا است. این معمولاً در تصویربرداری مادون قرمز، تشخیص دمای مادون قرمز، و به ویژه در اوایل بیماری همه گیر سال 2020 استفاده می شود، که توسعه تصویربرداری مادون قرمز و تجهیزات تشخیص دمای مادون قرمز را به شدت تحریک کرد. استفاده از فیلترهای نوری ژرمانیوم (Ge) نیز به طور گسترده ای متداول شده است.
محدوده انتقال ژرمانیوم (Ge): 2000 نانومتر تا 1400 نانومتر
