一、紅外線的基本知識(shí)
*GUQz mV~aZM0' 紅外線同可見光一樣在本質(zhì)上都是電磁波,它的
波長范圍很寬(0.7~1000 ),按波長又可分為三個(gè)
光譜區(qū):近紅外(0.7~15 ),中紅外(15~50 ),遠(yuǎn)紅外(50~1000 )。紅外線同樣具有波粒二象性,遵守波的反射定律和折射定律,在一定的條件下也會(huì)發(fā)生干涉和衍射效應(yīng)。
U1oZ\Mh GhlbYa 紅外線與可見光不同之處是人的肉眼看不見紅外線,且在大氣層中對(duì)紅外波段存在一系列吸收很低的透明波段,如1~1.1 ,1.6~1.75 ,2.1~2.4 ,3.4~4.2 等波段,大氣層的透過率在80%以上;8~12 ,大氣層的透過率為60%~70%。這些特點(diǎn)使得紅外線在軍事、工程技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)上得到許多應(yīng)用。
jg)+]r/hS \B\G=Y 二、紅外
材料的性能
*yX5g,52-| ,oin<K 紅外材料應(yīng)具有對(duì)不同波長紅外線的透過率、折射率和色散,當(dāng)然,材料的強(qiáng)度和硬度、抗腐蝕和防潮解能力、密度、到熱率、熱膨脹系數(shù)、比熱容等在紅外
光學(xué)器件(如
透鏡、棱鏡、濾光片和整流罩等)的制備和實(shí)用中也是需要考慮的。
MZ$x(Vcj $G UCVxs 材料的光譜透過率與材料的結(jié)構(gòu),特別是化學(xué)鍵和原子量有關(guān)。任何材料只能在某一波段具有較高的透過率。對(duì)于純的晶體材料,若不考慮雜質(zhì)吸收的話,其透射短波限 取決于電子吸收,即引起電子從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶的光吸收。因而,一般說來,短波截至波長大致相當(dāng)于該晶體禁帶寬度能量對(duì)應(yīng)的光頻率。其長波透射限 主要取決于聲子吸收,即晶格震動(dòng)吸收,它可以是一次諧波震動(dòng)吸收,也可以是高次諧波震動(dòng)吸收。聲子吸收和晶體結(jié)構(gòu)、構(gòu)成晶體元素的平均分子量及化學(xué)鍵有關(guān)。在晶體結(jié)構(gòu)相同的情況下,平均分子量越大,則聲子吸收出現(xiàn)的波長越長,材料的紅外透射長波截至波長 也越長。
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}> &7-ENg9 [ 對(duì)于金剛石、鍺、硅等具有金剛石結(jié)構(gòu)的晶體,由于在紅外區(qū)域沒有活躍的一次諧波晶格震動(dòng),高次諧波也較弱,因而是一類透過率較高、透射波段也較寬的優(yōu)秀的紅外光學(xué)材料,使用也較為普遍。
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