硫系玻璃無論在中波還是長波紅外光學(xué)系統(tǒng)中都是十分常見的材料。

一、硫系玻璃介紹

紅外光學(xué)系統(tǒng)通常采用晶體材料，如ZnS、Si、GaAs、Ge、ZnSe等，晶體材料的紅外透鏡通常價(jià)格昂貴。硫系玻璃作為一種新型紅外透鏡材料，以第Ⅵ主族的S、Se、Te為主要成分，結(jié)合As、Ge、P、Sb、Al、Si等元素化合形成玻璃態(tài)物質(zhì)；另外，還可以引入鹵素形成硫鹵化物玻璃^[1]。這種玻璃在中波和長波紅外波段透射率較高，其透過波段可覆蓋1~3um，3~5um，8~12um三個(gè)大氣窗口。

二、硫系玻璃加工方法

硫系玻璃采用熔體淬冷法獲得，生產(chǎn)效率高，周期短，成本低，具有優(yōu)良的溫度要粘度特性，可采用精密模壓方法在短時(shí)間內(nèi)批量制備性能一致的復(fù)雜型面光學(xué)元件^[2]。加工效率比金剛石車削提高10倍以上，大大降低了紅外光學(xué)系統(tǒng)的制造成本和加工周期，原料成本是鍺單晶的1/3，是替代晶體的理想材料。

三、硫系玻璃光學(xué)特性

相比傳統(tǒng)的紅外材料，硫系玻璃的折射率溫度系數(shù)較小，如 Gasir-1的折射率溫度系數(shù)只有49.7×10?6/℃，僅為晶體Ge的折射率溫度系數(shù)（晶體Ge的折射率溫度系數(shù)為3.96×10?4/℃）的1/8^[3]。下圖是一些常見紅外材料光學(xué)特性。

因此在紅外熱成像系統(tǒng)的熱離焦調(diào)整和色差校正中具有重要作用。此外，硫系玻璃的色散系數(shù)較低，因此在消色差及無熱化光學(xué)設(shè)計(jì)通常會(huì)考慮采用硫系玻璃。在光學(xué)系統(tǒng)中使用硫系玻璃對(duì)于簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、減輕重量、降低成本等方面均具有重要意義。

四、國內(nèi)外廠商生產(chǎn)的硫系玻璃

國外硫系玻璃主要為美國Amorphous公司生產(chǎn)的AMTIR_1、2、3、4、5、6系列，德國Vitron公司生產(chǎn)的IG2、3、4、5、6系列，法國Umicore公司生產(chǎn)的GASIRl、2、3系列等^[4]。國內(nèi)硫系玻璃主要為成都光明光電股份有限公司生產(chǎn)的HWS1、2、3、4、5、6系列，湖北新華光信息材料有限公司生產(chǎn)的IRG201、202、203、204、205、206系列，寧波大學(xué)研制的NBU-IR1、2、3、4、5、6、7、8系列（其光學(xué)特性見下圖）。其中，目前在長波紅外波段應(yīng)用較多的是IG6產(chǎn)品，與其光學(xué)參數(shù)相同的國內(nèi)玻璃牌號(hào)為HWS6、IRG206和NBU-IR5。

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