常用晶体材料(互联网+)

Al2O3晶体

氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石，Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性：

(1)光透过范围从300nm到5.5μm

(2)3-5μm波段红外透过率大于85%

(3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力

(4)优良的热传导性能

(5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃

熔点2050 o C

密度 3.91g/m3

莫氏硬度9

杨氏模量53 Mpsi

透过波段300nm-5.5μm

CaF2晶体

密度 3.18 g/cm3

熔点1357~1360℃

晶格常数 5.46 Å

努普硬度178 [100], 160 [110]kg/mm2

介电常数 6.76 ，105HZ

晶体类型cubic, CaF2 type structure

解离面(111)

应用紫外激光窗口材料

折射率：

波长,

0.19 0.21 0.25 0.33 0.41 0.88 2.65 3.90 5.00 6.20 7.00 8.22

µm

折射率 1.51 1.49 1.47 1.45 1.44 1.43 1.42 1.41 1.40 1.38 1.36 1.34

MgF2晶体

氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。

氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性：

(1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率.

(2)、抗撞击和热波动以及辐照

(3)、良好的化学稳定性.

(4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中

(5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯.

(6)、UV 窗口材料

Ba F2

密度 4.89 g/cm3, at 20°C

熔点1354°C

摩尔质量175.36

晶格常数 6.196 Å

热导率7.1 W/(m K), at 38°C

比热456 J/(kg K)

热膨胀系数16.5 ~ 19.2 ×10–6 / K,± 60°C

努普硬度82kg/mm2

莫氏硬度 3

杨氏模量53.05GPa

剪切模量25.4GPa

体积弹性模量56.4GPa

介电常数7.33,2×106HZ

水中溶解度0.17 g / 100 g，10℃

晶体类型立方晶系

解离面(111)

泊松比0.343

带隙9.1eV

透过范围0.18 ~ 12.0 µmin IR, UV and DUV

折射率：

波长,µm 0.2 0.5 1.0 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0

1.5573 1.4779 1.4686 1.4612 1.4441 1.4144 1.3696 1.3050

n

(Lambda)

LiF

氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性：

1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。

材料性能：

密度 2.64g/cm3

熔点870℃

摩尔质量25.9394

晶格常数 4.0279 Å

热导率 4.01 W/(m K)

比热1562 (J kg-1 K-1)

热膨胀系数28.1 - 34.8 (10-6/K)

努普硬度102–103kg/mm2

莫氏硬度 3

杨氏模量64.79GPa

剪切模量55.14 GPa

体积弹性模量62.03 GPa

断裂强度10.8 MPa

弹性系数C11 = 112 / C12 = 45.6 / C44 = 3.2 GPa

晶体类型Fm3m ,cubic, NaCl type structure

介电常数9.0 @ 25 °C, f = 100...109 Hz

水中溶解度0.27 (g/100 cm3) @ 18 °C

应用VUV,DUV

YVO4晶体

钒酸钇晶体是一种具有优良的物理和光学特性的双折射单晶。由于它具有较大的透过范围、透光度高、大的双折射、易于加工等特点，所以广泛应用于光学组件如光纤光隔离器、环形器、分光器，还有其它的偏振光学器件等。

透过范围0.4 - 5μm高透

晶体对称性四方晶系,点群D4h

晶包参数a=b=7.12 Å; c=6.29 Å

密度 4.22 g/cm3

莫氏硬度5, 类似玻璃

潮解性不潮解

热膨胀系数: aa = 4.43 x 10-6/K; a c = 11.37 x 10-6/K

热导率//C: 5.23 W/m/K; ⊥C: 5.10 W/m/K

晶类正单轴晶，no=na=nb, ne=nc

折射率、

双折率(D n = ne- no)走离角45o (r)

no = 1.9929, ne = 2.2154, D n = 0.2225, r = 6.04o (0.63 μ m) no = 1.9500, ne = 2.1554,D n = 0.2054, r = 5.72o (1.30 μm)

no = 1.9447, ne = 2.1486, D n = 0.2039, r = 5.69o (1.55 μ m)

钒酸钇是用提拉法生长的正向单轴晶体,具有较好的机械和物理特性，宽的透过范围和大的双折射率使它成为了理想的光偏振组件。在许多的应用方面，它是方解石和金红石的多种应用优良的人造的替代品，如光纤光学隔离器和循环器、分束器，格兰起偏器以及其它起偏器等。

与其它双折射晶体相比较:

与方解石相比，钒酸钇具有更好的温度稳定性及物理和机械特性。方解石易潮解和低硬度是使得很难得到高光学质量晶体。

与高硬度的金红石(TiO2)相比，钒酸钇更易于进行光学表面加工，这也就相应降低了加工成本，尤其对批量生产来说。

与铌酸锂相比，它们具有相似的机械和物理性能，钒酸钇的双折率确比铌酸锂大三倍，这使得设计更加紧凑。

ZnS晶体和ZnSe晶体

硫化锌和硒化锌（ZnS和ZnSe）晶体具有如下优良的特性，是一种很重要的光学晶体，特别是应用于远红外波段。

CVD ZnSe的透光范围为0.5μm--22μm，用于高能CO2激光。单晶的ZnSe具有更低的吸收，从而更适合CO2光学系统。