紅外光學(xué)材料是指應(yīng)用在與制導(dǎo)技術(shù)和紅外成像中，制造濾光片、透鏡、棱鏡、窗口片、整流罩等的一類材料。這些材料具有物化性能滿足需要，即主要指標(biāo)是：良好的紅外透光性和寬的投影波段。一般來說，紅外光學(xué)材料的透射率和透射與材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，特別是化學(xué)鍵和能級(jí)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。例如，對(duì)于晶體材料，短波吸收極限主要取決于帶隙，而長(zhǎng)波極限則取決于聲子吸收，即晶格振動(dòng)吸收，晶格振動(dòng)的頻率t與吸收長(zhǎng)波極限有關(guān)，即振動(dòng)頻率t越低，長(zhǎng)波極限越大，對(duì)于金剛石晶體材料來說，紅外波段存在較強(qiáng)的一次晶格振動(dòng)諧波和較弱的亞諧波吸收，因此金剛石結(jié)構(gòu)晶體具有較好的透光率和較寬的頻帶特性。
對(duì)于晶體材料，在不考慮庫(kù)和缺陷(孔隙率等)的情況下，大多數(shù)單晶材料的紅外透明度與多晶體材料幾乎相同。由于多晶材料的性能與單晶相同，內(nèi)部不存在固溶體，其力學(xué)強(qiáng)度、抗熱震性、經(jīng)濟(jì)性等方面都有很大的提高。由于是單晶，所以可以實(shí)現(xiàn)大尺寸等。在某些領(lǐng)域，它已經(jīng)取代了單晶材料。
玻璃和塑料的投影帶和透射率與原子和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，但由于其結(jié)構(gòu)的無序性，其短、長(zhǎng)波吸收極限與帶隙和聲子吸收之間的關(guān)系較為模糊，玻璃與塑料的應(yīng)用與研究是近年來的一個(gè)活躍領(lǐng)域。如今，紅外材料已發(fā)展成為一個(gè)大家庭，其技術(shù)復(fù)雜多樣，令人眼花繚亂。本文僅介紹了近年來幾種重要紅外材料的應(yīng)用和發(fā)展。
晶體材料
晶體材料是人們先使用的一種紅外光學(xué)材料，也是目前使用的主要光學(xué)材料，晶體材料包括離子晶體和半導(dǎo)體晶體，離子晶體包括堿金屬鹵化物化合物晶體、堿土金屬、鹵化物化合物晶體、氧化物和一些無機(jī)鹽晶體，半導(dǎo)體晶體包括氮元素晶體的o族、o族化合物和o族化合物晶體等。離子晶體通常具有較高的透過率和較低的折射率，因此反射損耗較小。一般不需要涂減反射膜。同時(shí)，與非離子晶體相比，離子晶體的光學(xué)性質(zhì)受溫度的影響較小，該晶體具有多種物理和化學(xué)性質(zhì)，它可以滿足不同應(yīng)用的需要。有些晶體還具有光學(xué)技術(shù)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)等。可作為探測(cè)器材料使用。
