常用晶体材料
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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℃
CaF2晶体
折射率:
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
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:
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。
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 (TiO 2)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。
CVD ZnS 的透光围为8μm--14μm ,高透过,低吸收。多光谱级通过热等静压 (HIP) 改进了中红外、可见区的透过。
光学石英晶体
人造石英单晶是用水热法在高压釜中生长的,具有左旋和右旋形态。石英晶体的应力双折射低且折射率均匀性高,透光围为0.15-4μm。由于其压电特性、低热膨胀系数、优良的力学和光学特性,石英晶体被用于电子、精密光学和激光技术、光通信、X-射线光学和压力传感器等方面。
Nd:YAG晶体(掺钕钇铝石榴石)
Nd:YAG单晶是最重要的激光晶体,广泛应用于工业、医疗和科学领域。主要优点是:低出光阈值、高增益,高效率,低1064 nm损耗;同时还有高光学质量、热传导性好、抗热冲击和机械强度高特性,使得Nd:Y AG成为了连续,脉冲和锁模激光的最合适和商品化的激光晶体。Nd:Y AG晶体也广泛用于各种固体激光器系统:倍频连续波、高能量Q开关,倒空腔等等。