红外透波材料的研究发展

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基于超构材料的红外和雷达兼容隐身材料研究进展

运用各种侦察探测手段，实现战场透明化是现代信息化战争的一个基本特点。

红外探测和雷达探测被广泛应用于战场，这促使红外和雷达兼容隐身技术成为了对抗探测的研究重点。

相较于传统红外和雷达兼容隐身材料，基于超构材料的新型红外和雷达兼容隐身材料表现出更加优异的性能。

1红外和雷达兼容隐身原理与途径红外隐身，顾名思义就是降低目标被红外探测器（红外探测系统）发现的概率，达到隐身的目的。

红外探测器通过对物体发射的红外线进行感光成像，进而可以发现与背景存在较大红外辐射差异的位置。

一般而言，武器装备以及作战人员相较于环境背景均具有较强的红外辐射。

控制目标红外辐射实现红外隐身的两个途径：一是控制目标表面的红外发射率；二是控制目标的表面温度。

通常为了实现军事目标的红外隐身，需要尽可能降低其表面温度和所用材料的红外发射率。

雷达通过主动发射并接收目标被动反射的电磁波实现对目标的探测。

雷达隐身的目的就是降低目标被雷达探测设备发现的概率。

雷达散射截面（RCS）就是反映目标在受到电磁波照射后，向雷达接收方向散射电磁波能力的量。

通过降低目标的RCS可以减小目标被探测的距离，进而降低目标被发现的概率。

降低武器装备RCS 的主要途径有：一是通过外形设计等方法来改变散射波的方向；二是通过雷达吸波材料吸收入射的电磁波。

红外和雷达兼容隐身材料要能够在红外和雷达两个频段同时具有隐身能力，然而不同频段对隐身材料的电磁特性一般具有不同的要求，甚至在某些方面是相互限制的。

红外隐身一般要求材料具有低发射率，根据基尔霍夫定律也就是低吸收率；而雷达隐身为了更好地吸收入射电磁波，则一般要求材料具有高吸收率，这就导致红外隐身和雷达隐身在隐身材料吸收率上存在机理上的矛盾，这也正是红外隐身和雷达隐身兼容的科学难点所在。

因此，红外和雷达兼容隐身材料的研究重点是在借助上述能够实现红外隐身和雷达隐身的途径的基础上，尽可能降低两者在隐身性能上的相互影响。

目前常见的红外和雷达兼容的隐身材料实现的途径可概括为以下两种：第一，通过研制单一型材料，使其能够同时实现红外低辐射和雷达高吸收，实现红外和雷达兼容隐身。

透红外材料

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1.2.2 等离子体辅助化学气相沉积
等离子体辅助化学气相沉积法（PECVD）又称为辉光放电现象，辉光现象不仅在薄膜材料的CVD制备中得到应用，也是溅射法的基础。在辉光放电中，并非所有的中性分子或原子都被电离，相反，被电离的分子或原子所占比例小，最大不超过万分之一左右。因而在压强为10Pa左右的直流辉光放电气体中，离子和电子的密度只有大约10e11 。在整个放电气体中，产生或消灭的电子数目总是与离子数目相等，因而将放电气体中的种种反应统称为等离子体的反应，将放电气体成为等离子体。
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(3)掩膜（4）磁介质保护膜 4.2.4 光学方面的应用（1）增透保护膜（2）光学保护膜（3）装饰品（4）光纤化学传感器 4.2.5医学方面的应用（1）心脏瓣膜
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（2）高频手术刀（3）人工关节
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红外透波材料的展望
对玻璃类红外材料，制备工艺简单，容易产业化，对我国红外技术发展有利，正好可以克服晶体红外材料的不足。二玻璃材料中硫系玻璃目前被看做有可能代替单晶材料用于热成像系统或红外窗口的红外材料，在国内外把这种材料当做红外透波材料的研究都刚刚起步，目前还迫切需要研究1-14um具有高透过率，软化点高，对环境要求低，而且镀膜产品直接能满足红外窗口，热成像仪所要求硫系玻璃及相关技术。
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四、透红外材料的应用透红外材料是用来制造红外光学仪器透镜、棱镜、调制盘、整流罩等不可缺少的材料，各种透红外材料的主要用途如下表：
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4.1 金刚石的应用金刚石的各项性能都很完美，单晶金刚石作为飞机耐高压红外窗口已有三十多年的历史了，但价格昂贵，CVD多晶金刚石价格比单晶成本较低，而且也可以用作UV探测器，热成像系统，飞机红外窗口，红外头罩，透红外反射红外光学元件，既耐雨水颗粒冲击，又耐高温腐蚀，使用性能很好，本来就可以在700℃以下高温使用，有人又研究发现其表面镀制ALN膜使其温度可提高到1000℃以上。

红外光谱技术的应用与发展

红外光谱技术的应用与发展红外光谱技术是一种非常重要的光谱分析方法，它可以用于研究分子的振动和转动，还可以用于判断物质的组成、结构以及化学性质等方面。

对于各种化学、生物、医学和环境等研究领域都有着非常重要的作用。

本文就着重探讨红外光谱技术的应用以及未来发展方向。

一、红外光谱技术的应用1. 化学领域红外光谱技术在化学领域中的应用很广泛，主要用于物质的分析和检测。

例如，可以利用红外光谱技术来研究化合物的结构和功能，判断物质的组成和形态，以及检测杂质等。

此外，在新材料研究中也可以应用红外光谱技术来确认化学键的种类和数量。

2. 生物医学领域红外光谱技术在生物医学领域中也有着广泛的应用，例如，可以应用于酶和蛋白质的研究，还可以用于检测生物分子的含量和结构等。

同时，红外光谱技术还可以对病毒和细菌等微生物的检测和鉴定方面发挥重要作用。

3. 环境监测领域红外光谱技术在环境监测领域也有重要应用。

例如，可以用于检测空气中的有害物质、水中的污染物等。

此外，还可以用于检测土壤中的重金属和化学物质，以及监测工业废水和废气等。

二、红外光谱技术未来的发展方向1. 红外成像技术的应用未来，红外光谱技术有望应用到红外成像技术中，这将会更方便和快捷地分析、检测和描述物质。

红外光谱成像技术主要是将红外光谱技术与红外摄像技术相结合，可以对物质进行成像、分类和定性分析。

2. 红外光谱技术应用于医学领域在医学领域，红外光谱技术也有着重要的应用前景。

例如，可以利用该技术来研究肿瘤、神经退行性疾病和代谢性疾病等。

红外光谱技术可以帮助医学家研究蛋白质的结构、功能和相互作用，从而更好地了解疾病的本质和发展过程。

3. 红外光谱技术应用于材料科学领域红外光谱技术在材料科学领域的应用也逐渐扩大和深入。

未来，红外光谱技术有望应用到各种新材料的分析和研究领域中，从而帮助科学家更加深入地理解材料的组成和性能等问题，为人类创造更好的生活条件。

总之，红外光谱技术是一种非常重要的技术手段，为各种研究领域提供了丰富的思路和方法。

高温透波陶瓷材料研究进展

高温透波陶瓷材料研究进展高温透波陶瓷材料是一种具有优异高温性能和透波性能的先进材料，其在航空、航天、军事等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在综述高温透波陶瓷材料的研究现状、进展、存在问题以及未来发展方向，为相关领域的研究提供参考和借鉴。

高温透波陶瓷材料是一种集高温、力学、电磁波透过等多重性能于一体的先进材料。

其具有高熔点、高硬度、低膨胀系数等优良性能，同时具有较好的透波性能，能够透过一定范围的电磁波，在军事、航空、航天等领域具有广泛的应用前景。

近年来，随着技术的不断发展，高温透波陶瓷材料的研究和应用也不断取得新的进展。

高温透波陶瓷材料的研究方法主要包括材料体系的选择、制备工艺的研究、性能表征与测试等。

在材料体系选择方面，需要根据应用场景的不同选择不同的材料体系，以满足各种性能需求。

在制备工艺方面，需要研究材料的制备工艺对其结构和性能的影响，探索最佳制备工艺条件。

在性能表征与测试方面，需要采用现代化的仪器设备对材料的各种性能进行表征和测试，以确保其满足应用需求。

近年来，高温透波陶瓷材料的研究和应用取得了显著的进展。

在材料体系方面，相继开发出了多种高温透波陶瓷材料，如氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、钛酸铝陶瓷等。

在制备工艺方面，研究者们不断探索新的制备方法，如化学气相沉积、激光熔覆、等离子喷涂等，以获得具有优异性能的高温透波陶瓷材料。

在性能表征和测试方面，研究者们采用了多种现代化的测试手段，如X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、光谱分析等，以对高温透波陶瓷材料的结构和性能进行深入研究。

目前，高温透波陶瓷材料已经得到了广泛的应用，如在航空发动机、航天器、军事通讯等领域。

随着技术的不断发展，高温透波陶瓷材料的研究和应用也将不断取得新的进展，为其在更多领域的应用提供更加坚实的基础。

高温透波陶瓷材料作为一种集多种优异性能于一身的先进材料，其研究和应用在多个领域得到了广泛的和重视。

虽然目前高温透波陶瓷材料的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战，如如何进一步提高其高温性能、如何降低其制备成本、如何实现大规模生产等。

一种红外隐身透波一体化超材料涂层及其制备方法

一种红外隐身透波一体化超材料涂层及其制
备方法
近年来，随着红外技术的广泛应用，对红外隐身性能的需求也越来越大。

为了满足红外隐身的要求，科学家们提出了一种创新的解决方案，即红外隐身透波一体化超材料涂层。

这种红外隐身透波一体化超材料涂层是一种特殊的涂层材料，能够在红外光波段范围内实现高度的透波性能，使目标物体在红外光谱中几乎不可探测。

与传统的红外隐身涂层相比，这种一体化超材料涂层具有更好的性能和更广泛的应用范围。

制备这种红外隐身透波一体化超材料涂层的方法包括以下步骤：
首先，选择合适的基底材料。

基底材料应具备良好的抗腐蚀性能和热稳定性，并且能够与超材料涂层形成紧密结合。

接下来，准备超材料涂层材料。

超材料涂层材料通常由多种元素化合物组成，具有特殊的光学性能。

在制备过程中，应确保超材料涂层材料的纯度和均匀性。

然后，进行涂层的制备过程。

这个过程需要使用一系列专业的设备和工艺，如溶液沉积、热蒸发、离子束辅助沉积等。

通过精密的控制，可以在基底材料上形成均匀、紧密且具有特殊结构的超材料涂层。

最后，对制备好的涂层进行表征和性能测试。

通过扫描电子显微镜、红外光谱仪等仪器设备，可以对涂层的微观结构和红外隐身性能进行评估和分析。

总结而言，这种红外隐身透波一体化超材料涂层的制备方法具有简单、可行性强等特点，并且能够满足红外隐身的要求。

它的广泛应用将为军事、航空航天等领域的红外隐身技术发展提供新的思路和解决方案。

红外线对物体的透过性研究

红外线对物体的透过性研究红外线是一种电磁波，其波长介于可见光和微波之间。

与可见光相比，红外线具有更长的波长，因此在大气层中的传播能力更强。

红外线在科学研究和实际应用中具有广泛的用途，其中之一就是对物体的透过性进行研究。

本文将探讨红外线对物体透过性的研究成果以及其在不同领域的应用。

首先，红外线在材料科学领域的研究中发挥着重要的作用。

通过研究红外线在不同材料中的透过性，科学家可以了解材料的结构和性质。

例如，红外线透过性的研究可以帮助科学家确定材料的透明度、吸收率和反射率等参数，从而为材料的设计和应用提供重要的参考。

此外，红外线透过性的研究还可以帮助科学家发现新材料的特殊性质，如红外线透明材料和红外线吸收材料等，这对于红外线技术的发展具有重要意义。

其次，红外线对物体透过性的研究在医学领域也有着广泛的应用。

医学影像技术中的红外线成像就是一种利用红外线对人体组织的透过性进行成像的技术。

通过红外线成像，医生可以观察到人体组织的内部结构，从而帮助诊断疾病。

红外线成像技术在乳腺癌早期诊断中的应用尤为重要。

由于乳腺癌在早期阶段往往没有明显的症状，传统的乳腺X线摄影技术很难发现早期病变。

而红外线成像技术可以通过观察乳腺组织的血液供应情况来判断是否存在异常，从而提高乳腺癌的早期诊断率。

除了医学领域，红外线对物体透过性的研究在安全领域也有着重要的应用。

红外线透过性的研究可以帮助科学家开发出更高效的安全检测设备。

例如，红外线透过性的研究可以帮助科学家设计出更精确的红外线传感器，用于检测潜在的安全隐患，如火灾和煤气泄漏等。

此外，红外线透过性的研究还可以帮助科学家开发出更安全的防护材料，用于防止红外线的辐射对人体造成伤害。

最后，红外线对物体透过性的研究还在环境科学领域发挥着重要的作用。

红外线透过性的研究可以帮助科学家了解大气中的温室气体的分布和浓度。

温室气体是导致全球变暖的重要因素之一，因此对其进行监测和研究具有重要意义。

通过红外线透过性的研究，科学家可以开发出高精度的红外线传感器，用于监测大气中的温室气体浓度变化，从而为环境保护和气候变化研究提供重要的数据支持。

红外透波材料研究发展

红外透波资料的研究发展纲要：红外透波资料是指对红外线透过率高的资料，是红外技术的应用基础之一。

本文介绍了几类常用红外透过资料的基天性质，简述了其制备技术及发显现状，并议论了各自存在问题，并对红外透波资料将来发展进行了展望。

重点词：红外透波资料；玻璃；晶体；陶瓷；制备技术1前言当前，红外技术与激光技术齐驱并驾，在军事上据有举足轻重的地位。

红外成像、红外侦探、红外追踪、红外制导、红外预警、红外抗衡等在现代和将来战争中都是很重要的战术和战略手段。

在二十世纪 70 年月此后，军事红外技术又逐渐向民用部门转变。

标记红外技术最新成就的红外热成像技术，与雷达、电视一同组成今世三大传感系统，特别是焦平面排阵技术的采纳，将使发展成可与眼睛相媲美的凝望系统。

而红外透波资料是红外热成像系统的光学元件的重要材料。

红外透波资料不只要求拥有高性能、小体积，还要造价低。

高性能主要包含：构造完好、组分均匀免得发生散射，在丈量波段内拥有高红外透射率；热稳固性好，透射比和折射率不该随温度变化而变化；载流子寿命长，不宜潮解，耐酸碱腐化性好；力学性能优秀，能够蒙受高运动的速压载荷等。

2红外透波资料的特点值透过率一般透过率要求在 50%以上，同时要求透过率的频次范围要宽。

红外透波资料的透射短波限，关于纯晶体，决定于其电子从价带跃迁到导带的汲取，即其禁带宽度。

透射长波限决定于声子汲取，和晶格构造及均匀原子量有关。

折射率和色散不一样资料用途不一样，对折射率的要求也不同样。

关于窗口和整流罩的资料要求折射率低，以减少反射损失。

关于透镜、棱镜、红外光学系统要求尽量高的折射率。

发射率对红外透波资料的发射率要求尽量低，免得增添红外系统的目标特点，特别是军用系统易裸露。

其余和选择其余光学资料同样，都要注意其力学、化学、物理性质，要求温度稳固性好，对水、气稳固，力学性质主要有弹性模量、扭转刚度、泊松比、拉伸强度和硬度。

物理性质包含熔点、热导率、膨胀系数及可成型性。

微波加热用透波材料的研究进展

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第1期微波加热用透波材料的研究进展白永珍1，尚小标1，2，3，刘美红1，魏聪1，张富程1，肖利平1，李广超1，陈君若4（1昆明理工大学机电工程学院，云南昆明650500；2非常规冶金教育部重点实验室，云南昆明650093；3微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室，云南昆明650093；4昆明理工大学城市学院，云南昆明650051）摘要：微波加热技术因其绿色环保、体积加热、选择性加热等优势，已被广泛应用于化工强化、金属冶炼、陶瓷烧结、食品加工等众多领域，但微波在反应器内普遍存在透波效果差、微波利用率低等问题。

随着微波加热技术的不断发展，微波加热设备中透波材料的选用越来越受到大家的关注。

本文主要针对透波材料在微波加热领域中的应用现状进行综述，对透波材料的种类进行简要介绍，分别从微波加热用容器和保温材料两方面进行论述。

详细介绍了氧化物、氮化物、硅酸盐、磷酸盐等高温透波材料及聚四氟乙烯、玻纤增强树脂基、环氧树脂等中、低温透波材料的研究进展，并具体论述了目前微波加热常用纤维棉、纤维毯和纤维板等各种陶瓷纤维制品的介电特性和透波性能，最后指出了目前微波加热用透波材料普遍存在的问题，并对透波材料的应用和发展作出了展望。

关键词：微波加热；透波材料；容器；隔热耐火材料中图分类号：TB35文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）01-0253-11Research progress of wave-transmitting materials for microwave heatingBAI Yongzhen 1，SHANG Xiaobiao 1，2，3，LIU Meihong 1，WEI Cong 1，ZHANG Fucheng 1，XIAO Liping 1，LI Guangchao 1，CHEN Junruo 4(1Faculty of Mechanical and Electrical Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650500,Yunnan,China;2Key Laboratory of Unconventional Metallurgy of Ministry of Education,Kunming 650093,Yunnan,China;3National Local Joint Laboratory of Engineering Application of Microwave Energy and Equipment Technology,Kunming650093,Yunnan,China;4City College,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650051,Yunnan,China)Abstract:Microwave heating technology has been widely used in many fields,such as chemical strengthening,metal smelting,ceramic sintering,food processing and so on,because of its advantages of green environmental protection,volume heating and selective heating.However,there are many problems in microwave reactor,such as poor transmission effect and low utilization rate of microwave.With the continuous development of microwave heating technology,more and more attention has been paid to the selection of wave-transmitting materials in microwave heating equipment.This research mainly reviewesthe application status of wave-transmitting materials in the field of microwave heating.The types of wave-transmitting materials are briefly introduced,and the microwave heating containers and thermal insulation综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0142收稿日期：2021-01-20；修改稿日期：2021-03-24。

透红外材料

透红外材料透红外材料是指在红外光波段具有较好透过性的材料。

红外光波长范围通常是1微米至1000微米，对应的频率范围是300 THz至300 GHz。

红外光波具有很多应用领域，比如夜视器材、红外测温仪、红外线烘干机等。

有很多材料在红外光波段具有一定的透过性，但是在特定频率范围内表现更好的材料则被称为透红外材料。

这些材料通常应具有高的透过率、低的吸收率以及透过红外线的稳定性。

一种常见的透红外材料是硫化锌（ZnS）。

硫化锌透过2个红外光窗口，并且在大多数红外光透射物质中具有最高透过率。

它适用于红外线探测器和红外光波导器。

然而，其缺点是它易受潮、制备困难且成本较高。

另一个常用的透红外材料是硫化镉（CdS）。

硫化镉在1.2微米至12微米的红外光范围内具有较高的透过率，并且是一种相对便宜的材料。

但是，由于环境问题，硫化镉的使用越来越少，人们开始寻找替代的透红外材料。

目前，一种新型的透红外材料被广泛关注，即二氧化硅（SiO2）的涂层。

由于硅的化学性质以及其对红外光的低吸收特性，SiO2涂层具有很高的透过率。

而且，它的制备过程简单、成本较低。

因此，SiO2涂层在红外光滤波器、激光器、红外反射镜等领域具有广泛应用。

此外，还有一些有机材料如聚苯乙烯（PS）、聚四氟乙烯（PTFE）等在红外光波段具有较好的透过性。

这些有机材料在制备成薄膜时可以具有很高的透过率，并且可以通过调整薄膜厚度来调控透射红外光的波长范围。

综上所述，透红外材料是在红外光波段具有较高透过性的材料，可以广泛应用于红外光器件和设备中。

硫化锌、硫化镉、SiO2涂层和有机材料是其中常用的透红外材料。

随着技术的进步，人们对透红外材料的研究也会不断深入，相信未来会有更多新型的透红外材料问世。

红外光谱的研究与发展

红外光谱的发展与展望红外光谱一般分为近红外(Near InfraredSpectrum),中红外(Middle Infrared Spectrum)和远红外(Far Infrared Spectrum)三个区域,波长分别为780)3000nm, 3000)25000nm和25)50Lm。

众所周知中红外光谱是广泛应用的一种分析手段。

近红外光谱几十年来一直没有在理论上和应用受到重视,其主要原因在于该区内的吸收是O)H、N)H、C)H等基团的振动吸收。

这些吸收谱带复杂,多为合频吸收,且吸收强度较弱,难以在分析上应用。

近年来,随着仪器制造技术的发展,新的光谱理论和光度分析新方法不断建立,特别是化学计量学的深入研究和广泛使用,促进了NIR分析技术的复兴和发展。

1 近红外光谱分析技术根据NIR光谱的发生机理,使用的NIR分析技术主要有以下几种:1.透射测定法使用于透明样品的分析,透射光强度与物质量间的吸收关系符合比尔定律。

2.漫透射测定法试样中含有光散射物质(折射率与基体材料不同的小颗粒),光在穿透分析样品时,除了吸收外还有多次的散射,在这个过程中比尔定律不适用。

3.反射测定法近红外光照射到样品表面后,根据样品表面状态和结构的不同,光线可以有规则的反射、漫反射和透反射三种。

这种方法常用于粗糟和粉末状样品的测定。

目前市场上常见的NIR光谱仪大多属于反射型尤其是漫反射型,有个别的专用的NIR分析仪器是在UV/IR光度计基础上改进的NIR透射型分析仪。

NIR 和MIR一样,反映的是分子的振动频谱,其结果直接与分子的内部结构、分子官能团及分子状态有关,从NIR谱中同样可以得到分子的定量定性信息。

与MIR不同的是NIR反射谱还可以得到一系列物理性质,如密度、粒子尺寸、纤维直径、大分子聚合度等特殊信息。

根据NIR光谱发生的机理可知NIR谱带较弱,这样给长光程试样池特别是粘滞样品、流体试样的在线分析提供了极大的便利。

使得分析时不需要对分析样品进行复杂预处理,池长对分析结果影响较小,定量分析的范围大等优点。

红外技术的发展现状与发展趋势

红外技术的发展现状与发展趋势第一部分红外技术的发展及主要应用领域红外技术的发展1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射，从那时起，人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。

在红外探测器发展中，以下事件具有重要意义：上世纪70年代，热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。

上世纪末以焦面阵列（FPA）为代表的红外器件被成功地应用。

红外技术的核心是红外探测器。

红外探测器单元红外探测器：如InSb（锑化铟）、HgCdTe（碲镉汞）、非本征硅，以及热电等探测器。

线列：以60元、120元、180 元和256元等，可以拼接到1024元甚至更多元。

4N系列扫描型焦平面阵列：如211所的研制生产的4x288。

凝视型焦平面阵列(IRFPA) ：致冷型256x256、320x240、384x288，更大规模的如640x512，1024×1024和1280×720元阵列也已有了；非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中，384x288、640x480也已开始应用。

红外探测器按其特点可分为四代：第一代（1970s－80s）：主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s－2000s）：是以4x288为代表的扫描型焦平面；第三代：凝视型焦平面；第四代：目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段探测与识别能力。

目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计，根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。

非制冷焦平面阵列探测器的发展，其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域，真正实现了小型化、低价格和高可靠性，成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。

氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功，目前其专利授权BAE、L-3/IR、FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。

关于红外探测材料的发展及应用探讨

关于红外探测材料的发展及应用探讨红外探测技术是一种通过捕获物体发射的红外辐射来实现目标探测的技术。

随着红外探测技术的不断发展，红外探测材料作为重要的基础材料，也得到了广泛的关注和研究。

本文将从红外探测材料的发展历程、主要种类、和应用前景等方面进行探讨。

一、发展历程红外探测技术兴起较早，但是红外探测材料的研究发展却并不是很顺利。

最早的红外探测器使用的是铅盐等化合物材料，其性能受温度影响大、易受潮等缺陷，限制了红外探测技术的广泛应用。

20世纪70年代，随着固体红外探测器研究的逐渐深入，新型材料的发展成为了红外探测技术的主要趋势。

此后，硫化镉和二硒化铅等化合物的出现，使得固体红外探测器的性能急剧提升。

随后，硅、砷化镓等化合物的应用也进一步拓展了红外探测材料的应用领域。

目前，红外探测材料已经涵盖了红外辐射的整个波段，包括远红外、中红外和近红外等。

二、主要种类红外探测材料按照其电学特性可分为两大类：被动式和主动式。

被动式红外探测材料主要通过对外部红外辐射产生反应来实现目标的探测，主要包括热电材料和光电材料。

热电材料是一类利用热效应产生电信号的材料，主要包括铅盐和硅基材料等。

光电材料则是一类通过外界光照产生电信号的材料，主要包括硫化镉和硒化铅等。

主动式红外探测材料则是一类通过主动辐射红外波段的电磁波来实现目标探测的材料，主要包括红外激光等。

三、应用前景红外探测材料作为红外探测技术的重要组成部分，具有着重要的应用前景。

随着红外探测技术的不断发展，红外探测材料的研究也将会不断深入，为红外探测技术的应用提供更多的支持。

希望未来能够有更多的科研人员投入到红外探测材料的研究中，为红外探测技术的发展做出更大的贡献。

红外光谱的历史和发展前景

红外光谱的历史和发展前景红外光谱的历史可以追溯到19世纪初。

1800年，英国物理学家威廉·赫歇尔发现了红外辐射，他将一个温度较高的物体放在光谱仪中，观察到仪器上的温度升高。

当赫歇尔将温度较高的物体放在光谱仪中，发现温度会上升。

这是因为他发现了红外辐射，这种辐射是一种能够通过热元件测量温度的电磁辐射。

随着科学技术的发展，红外光谱得到了更多的关注和研究。

20世纪的前几十年，谢尔顿·伯里尔和威廉·库尔什在红外光谱研究方面取得了重大突破。

他们发明了一种称为红外光谱分析仪的设备，能够量化红外辐射并分析其频率和强度。

这项技术的发展对于研究物质的结构和特性非常重要。

红外光谱在化学、物理、生物医学等领域有广泛的应用。

化学领域中，红外光谱可以用于确定化学物质的分子结构和组成，以及分析反应动力学和机制。

物理领域中，红外光谱可用于研究材料的光学性质、电子结构和热学性质。

在生物医学领域，红外光谱被用来研究生物分子的结构和功能，以及用于生物分子的检测和诊断。

随着科学技术的不断发展，红外光谱的应用前景非常广泛。

首先，红外光谱在环境监测和食品安全领域有广泛的应用。

红外光谱可以用来分析空气中的污染物和检测食品中的残留物质，为环境保护和食品安全提供重要的数据支持。

其次，红外光谱在医学诊断和药物研发方面也有很大的潜力。

红外光谱可以用来检测人体组织和血液中的生物分子，从而实现早期疾病的检测和诊断。

此外，红外光谱还可以用于药物研发过程中的药物结构分析和药物相互作用研究。

最后，红外光谱在材料科学和能源研究方面也有很大的应用潜力。

红外光谱可以用来研究新型材料的结构和特性，为材料设计和开发提供重要的指导。

此外，红外光谱还可以用来研究能源材料的光催化性能和热学性质，为新能源技术的开发做出贡献。

综上所述，红外光谱作为一种重要的分析技术，在化学、物理、生物医学和材料科学等领域有着广泛的应用。

随着科学技术的不断进步，红外光谱有着更加广阔的应用前景，将为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。

超材料在红外波段中的应用研究

超材料在红外波段中的应用研究近年来，随着红外技术的迅猛发展，超材料作为一种新型材料，受到了越来越多的关注。

超材料具有优异的光学性能，特别是在红外波段中的应用研究得到了广泛关注。

本文将围绕超材料在红外波段中的应用进行探讨。

一、超材料的定义和基本原理超材料是一种由多种材料构成的人工复合材料，其具有一些自然材料所不具有的优异性能。

其最重要的特征是负折射率，在某些频段内与自然材料相反。

超材料的负折射率是由所谓的超材料组元来实现的。

超材料组元的尺寸要远小于光波长，所以超材料的行为是纳米级别的，非常微小。

超材料是通过周期性磁性或电性结构来实现的，这些结构的细节很小，例如亚微米的尺寸，这意味着它们能够弥散光的颜色，产生所谓的“超曲面”。

二、超材料在红外波段中的应用1、红外透镜在红外波段中，采用常规材料来制备透视镜或透镜的效果非常有限。

由于超材料可以用于聚焦和聚集红外光，相对于常规材料，其可以在更宽的视野和更高的分辨率下显示目标。

已有各种形状的超材料红外透视镜或透镜被制备和测试。

2、超材料红外光学元件超材料还可用于制备超材料光学元件。

它们的一般用途是作为光泵和吸收放大器。

通常情况下，这些元件包括折射光学器件，各种参量振荡器和混频器。

超材料基元件在某些情况下能够扩展波长范围，产生非常高的能量。

3、超材料光谱学超材料的尺度和构造可用于精细的热学测量。

很多超材料在红外光谱学中的应用非常广泛，包括物质识别、物质感知、热图像，通过分子挠曲，分子间的晶格振动和电子停泊效应的响应，检测到分子内外结构变化，从而实现快速物质识别。

4、超材料红外传感器超材料在红外传感器中的应用也逐渐得到了发展。

以生化分子识别为例，其适用于环境检查和人体监控，经采用人工设计的超材料，能够媲美自然生物体的实际光谱感知，并相对于硅基硬件具有更高的敏感度和多变化性。

三、超材料在红外技术中的挑战尽管超材料在红外技术中有着广泛的应用前景，但由于其不同于传统材料的基本性质，其制备、研究和应用方面仍然存在一些挑战。

具有红外透过性的光学材料的制备及其应用

具有红外透过性的光学材料的制备及其应用随着科技的不断进步，红外技术在军事、医疗、航空等领域中的应用越来越广泛，因此具有红外透过性的光学材料的需求也越来越大。

本文将介绍几种常见的具有红外透过性的光学材料及其制备方法以及应用。

一、具有红外透过性的光学材料分类1.硅硅是一种硬度很高，导热性能好，化学性质稳定的材料。

在光学领域中，常用硅制成红外光学元件，如窗口、透镜、棱镜等。

2.硒化锌硒化锌是一种透明、不导电的光学材料，它具有很好的红外透过性，因此常被用于红外传感器、夜视仪等装置中。

3.晶体晶体是一种透明的材料，其中的矿物质晶体具有特定的结构和物理性质，使它们在光学领域中具有重要的应用。

某些晶体如镁氟铝石英、锂镁硼石英等可以用于制造红外透镜。

4.玻璃玻璃是一种广泛应用于光学领域的材料，它们通常是由多种物质熔融后再冷却得到的，因此拥有不同的物理性质。

其中某些玻璃具有红外透过性，例如石英玻璃、硼硅酸玻璃等。

二、红外透过性光学材料的制备方法1.单晶生长法单晶生长法是一种比较常见的制备晶体材料的方法，它通过将熔体降温来使材料结晶并生长出晶体。

晶体制备过程需要严格控制各种物理参数，如温度、压力等。

常用于制备锂镁硼石英、钛蓝宝石、锌硒晶体等。

2.熔层堆积法熔层堆积法是一种常见的制备玻璃材料的方法，它通过将熔融的物质在基板上依次堆层，然后快速冷却得到。

该方法可以制备出厚度达到数毫米甚至厘米级别的玻璃，如硼硅酸玻璃等。

3.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是利用溶胶和凝胶之间的相变关系来制备光学材料的方法。

该方法首先将材料溶解在溶剂中形成溶胶，然后将溶胶干燥得到凝胶，最后通过煅烧等方式得到所需材料。

该方法可以制备出具有较高红外透过性的材料，如二氧化硅、氧化铝等。

三、红外透过性光学材料的应用1.红外传感器红外传感器是一种利用红外光来感知物质的仪器，应用于温度测量、水和气体浓度检测、红外辐射测量等领域。

红外透过性光学材料是红外传感器中的重要元件，如硒化锌发射管中常用的窗口材料。

红外材料的透过率

红外材料的透过率红外材料的透过率是指红外辐射在材料中传播时的能量损失程度。

红外辐射是一种电磁波，波长长于可见光，因此人眼无法直接观察到红外辐射的存在。

然而，红外辐射在很多领域中有着广泛的应用，比如红外热成像、红外通信、红外测温等。

在这些应用中，红外材料的透过率成为了一个重要的指标。

红外材料的透过率与材料的物理特性有关。

红外辐射在材料中的传播受到材料的吸收、散射和透射等过程的影响。

透过率高的材料能够更好地透过红外辐射，使其在材料中的传播损失较小。

而透过率低的材料则会吸收或散射大部分的红外辐射，使其无法有效地传播。

红外材料的透过率与材料的组成和结构密切相关。

一般来说，晶体结构的材料具有较高的透过率，因为晶体结构能够提供较大的透射路径，使红外辐射能够更好地通过材料。

而非晶态或多晶态的材料由于结构不规则，透过率较低。

红外材料的透过率还与红外辐射的波长有关。

不同波长的红外辐射在材料中的传播方式也不同。

一般来说，长波红外辐射的透过率较高，因为长波红外辐射能够更好地穿透材料。

而短波红外辐射则容易被材料吸收或散射，透过率较低。

在红外技术领域中，研究人员通常希望找到具有高透过率的红外材料，以便更好地利用红外辐射。

例如，在红外热成像中，透过率高的材料能够更好地传递被测物体的红外辐射信息，提高成像质量。

在红外通信中，透过率高的材料能够更好地传输红外信号，提高通信质量。

因此，研究人员一直致力于寻找新的红外材料，以满足不同领域的需求。

已经有一些红外材料被广泛应用。

其中，氟化物晶体是一类具有较高透过率的红外材料。

氟化物晶体具有良好的透明度和较低的吸收率，适用于红外激光器、红外窗口等领域。

另外，硫化物和硒化物晶体也具有较高的透过率，广泛应用于红外光学器件中。

除了晶体材料，还有一些非晶态材料也具有较高的红外透过率。

例如，氧化锌和氧化铟等无机材料，以及聚苯乙烯、聚碳酸酯等有机材料，都具有较高的红外透过率。

这些材料在红外技术领域中有着广泛的应用。

中波红外透明导电材料

中波红外透明导电材料中波红外透明导电材料指的是在中波红外光谱范围内能够透明并且具有导电性能的材料。

这种材料具有广泛的应用前景，特别是在红外光电子器件领域有着重要的意义。

中波红外透明导电材料在红外传感器、红外吸收材料、红外反射材料等领域具有广泛的应用。

例如，在红外传感器中，中波红外透明导电材料可以作为传感器的窗口材料，可以传递红外辐射并且具有导电性能，可以有效地保护传感器内部的电子元件。

在红外吸收材料中，中波红外透明导电材料可以用于制备红外吸收膜，可以有效地吸收红外辐射，提高红外吸收率。

在红外反射材料中，中波红外透明导电材料可以用于制备反射层，可以将红外辐射反射回来，提高红外反射效果。

中波红外透明导电材料的研究和应用主要面临着以下几个方面的挑战。

首先，中波红外透明导电材料需要具备较高的透明性和较低的电阻率。

这就要求材料在中波红外光谱范围内具有较高的透明度，并且具有较低的电阻率，以满足实际应用的要求。

其次，中波红外透明导电材料需要具备良好的稳定性和可靠性。

在实际应用中，材料需要能够长时间稳定地工作，并且能够承受各种环境的影响。

再次，中波红外透明导电材料需要具备较好的加工性能。

材料需要能够方便地进行加工和制备，以满足不同应用场景的需求。

研究人员已经提出了多种中波红外透明导电材料的制备方法。

常见的制备方法包括物理气相沉积、化学气相沉积、溶液法、磁控溅射等。

这些方法可以制备出具有不同透明度和导电性能的中波红外透明导电材料，可以满足不同应用的需求。

在未来的研究中，需要进一步提高中波红外透明导电材料的透明度和导电性能，以满足更高要求的应用。

同时，还需要加强对中波红外透明导电材料的稳定性和可靠性的研究，以确保材料能够长时间稳定地工作。

此外，还需要开展对中波红外透明导电材料的加工性能的研究，以提高材料的加工效率和制备效果。

中波红外透明导电材料具有广泛的应用前景，是红外光电子器件领域的重要组成部分。

通过不断的研究和开发，相信中波红外透明导电材料将在更多领域展现出其独特的优势和价值。

透红外材料

1.1.4 脉冲激光沉积
脉冲激光沉积法（PLD）制备类金刚石膜是1985年由Nage等首次首先提出并报道的。1999年， Dimam等通过对激光激发等离子体进行发射光谱研究，分析了在不同波长激光激光照射下，等离子体的状态以及SP3和SP2键形成的影响因素，得出采用短波激光和较低的基片温度可以提高SP3键比率的结论。同年，Yoshinolo 等首次尝试在纯氧气体下用PLD法制备不含氢等杂质的金刚石（类金刚石）薄膜并取得成功。2002年，刘晶儒也做了类似的报道，发现飞秒脉冲沉积的碳膜SP3键含量比纳秒脉冲沉积的高。这些研究极大地推动了PLD技术在制备金刚石薄膜方面的进展。
1.1.2 溅射沉积
工业生产应用最多的制备DLC工艺是用溅射方法。基本原理是在真空下电离惰性气体形成等离子体，气体离子在靶上附加偏压的吸引下，轰击靶材，溅射出碳离子并沉积到基片上。最通用的方式是Ar 等离子体直流或者射频溅射的方法，由于石墨很小的溅射区域和速率，通常用磁控溅射来提高沉积速率，磁铁放置在靶材的后面使电子螺旋运动来增加它们的运动路径以及增加等离子体的离化程度，由于离子的轰击有助于SP3键的形成，磁场区域可以设置成通过基片的，因此这就可以使Ar离子轰击基片来形成非平衡磁场。
(3)掩膜（4）磁介质保护膜 4.2.4 光学方面的应用（1）增透保护膜（2）光学保护膜（3）装饰品（4）光纤化学传感器 4.2.5医学方面的应用（1）心脏瓣膜
（2）高频手术刀（3）人工关节
红外透波材料的展望
对玻璃类红外材料，制备工艺简单，容易产
业化，对我国红外技术发展有利，正好可以克服晶体红外材料的不足。二玻璃材料中硫系玻璃目前被看做有可能代替单晶材料用于热成像系统或红外窗口的红外材料，在国内外把这种材料当做红外透波材料的研究都刚刚起步，目前还迫切需要研究1-14um具有高透过率，软化点高，对环境要求低，而且镀膜产品直接能满足红外窗口，热成像仪所要求硫系玻璃及相关技术。

中红外玻璃材料发展及前沿应用_张龙

第31卷第9期光学学报V ol.31,N o.92011年9月ACTA OPTICA SINICASeptember,2011中红外玻璃材料发展及前沿应用张龙1 陈雷2 范有余1 羊毅1,2居永凤1 袁新强1 唐彬1 姜雄伟11中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院强激光材料重点实验室,上海2018002中国航空工业集团公司第613研究所,河南洛阳471009摘要中波红外玻璃综合了优良的透红外性能、大尺寸制备特性和低成本,是很多重要军用系统的关键窗口材料之一。

红外玻璃的高性能、大尺寸化制备面临重要挑战,同时红外技术和光电对抗技术的发展对红外窗口的雷达隐身性能也提出了很高的要求。

综述了国内外中红外玻璃研究发展现状,着重介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在红外玻璃及其高性能化研究方面的最新进展及前沿应用。

关键词材料;中红外材料;雷达隐身;电磁屏蔽;红外玻璃中图分类号 O436 文献标识码 A do i :10.3788/AO S 201131.0900134Deve lopment of Mid -Infrared Transmitting Glasse sWindow and ApplicationsZhang Long 1Chen Lei 2Fan Youyu 1Yang Yi 1,2Ju Yo ngfeng 1Yuan Xinqiang1Tang Bin 1 Jiang Xiongwei11Key La bor a tor y of M at er ials for High-P ow er La ser ,Sha ngha i Instit ut e of Optics a nd F ine Mecha n ics ,Chin ese Aca dem y of Sciences ,Sha ngha i ,201800,Chin a2Lu oya ng In st itu te of Electr o-Opt ica l Equipm en t of Avia tion Industr y Cor por at ion of China ,Lu oya ng ,Hena n 471009,ChinaAbstract Due to their exc ellent infrared properties,la rge -size form ability,and low cost,mid -infrared transparent glass become the key window materia ls for many important military system s.It s still a great cha llenge to fabricate the I R -transpa rent glass with high -properties and large size.With the great development of infrared technology and electro -optical countermining technique,the infra red windows with the ca pacity of radar latent and elec tro -magnetic shielding (EMS )are essentially required.In this paper,the research progress to face the above challenge is demonstrated and reviewed,especially which are done in our group.The prospec t of m id -infrared glasses toward advanced applic ations is expec ted.Key wo rds materials;m id -infrared material;radar latent;electro -magnetic shielding;infrared glass OCIS co des 160.2750;160.4670;300.6370收稿日期:2011-07-18;收到修改稿日期:2011-08-02作者简介:张龙(1974 ),男,博士,研究员,主要从事红外光学材料和新型激光材料等方面的研究。