
一、常用的光学材料主要有以下类型:
1、光学玻璃:最常用:冕牌玻璃(国内牌号:H-K9L,国外牌号:N-BK7),另有火石玻璃等光学玻璃;
2、红外材料:红外熔石英、宝石硅、氟化钙、氟化镁、硒化锌、锗等
3、紫外材料:紫外熔石英、氟化钙、氟化镁等
4、晶体材料:石英晶体、a-BBO、冰州石、YVO4、铌酸锂
二、各材料简介
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 材料  | 
 特点  | 
 传输范围  | 
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 N-BK7  | 
 N-BK7为硼硅冕牌玻璃,符合RoHS标准,为硬质玻璃,可承受多种物理和化学刺激,很适合制造精密透镜,为高品质光学元件最常用的光学玻璃。  | 
 0.35-2.0μm  | 
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 H-K9L  | 
 K9为最常用的光学材料基底材料,具有优良的机械性能和非常低的气泡,纯净度高,良好的抗划伤性,化学性能稳定。  | 
 0.33-2.1μm  | 
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 紫外熔融石英 (UVFS)  | 
 紫外级熔融石英在深紫外区域提供高透过率,为紫外至近红外波段应用的理想选择。此外,紫外熔融石英比N-BK7/K9材料具有更低的折射率和更好的均质性,热膨胀系数小,适用温度要求较高的场合。  | 
 0.185-2.1μm  | 
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 氟化钙(CaF₂)  | 
 氟化钙光学基底,高机械和环境稳定性,具有较低的折射率,它具有高损伤阈值、低荧光和高均质性,非常适合具有这些需求的严苛应用,如:准分子激光器、光谱学、制冷热成像应用。  | 
 0.17-7.8μm  | 
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 氟化钡(BaF₂)  | 
 氟化钡的性质类似于氟化钙,更耐高能量辐射,但易水致损伤,500℃遇水,性能明显下降,干燥环境可在800℃以内使用,操作BaF₂必须配套手套,且结束后彻底清洁双手。  | 
 0.2-11µm  | 
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 氟化镁(MgF₂)  | 
 氟化镁晶体是一种正双折射晶体,具有极高的抗机械和抗热冲击和辐射的性能,坚固耐用,很适合高应力环境使用,多用于制作光学棱镜,透镜,窗口和其它各种光学元件,应用于机械视觉、显微镜和工业等应用  | 
 0.2-6.0µm  | 
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 硒化锌(ZnSe)  | 
 硒化锌具有较宽透射带,在红外波段有良好的成像特性和热冲击特性,低吸收度,常用于将CO₂激光器(工作于10.6 µm)与氦氖激光器相结合的光学系统中,ZnSe非常柔软,易划痕,操作ZnSe必须配套手套,且结束后彻底清洁双手。  | 
 0.6-16.0µm  | 
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 硅 (Si)  | 
 近红外和部分中红外的理想选择,硅具有高的热导率和低密度,非常适合激光反射镜、量子级联激光器、成像、生物医学和军事应用,但在9μm处具有较强吸收带,所以不适合CO₂激光传输应用。  | 
 1.2-8.0µm  | 
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 锗(Ge)  | 
 锗非常适用于远红外激光应用,该元素对空气、水、碱和酸(硝酸除外)具有惰性,透射性能对温度非常敏感,不透可见光,非常适合生物医学和军事成像应用,操作锗光学元件时必须佩戴手套,且结束后彻底清洁双手。  | 
 2.0-16µm  | 
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 PTFE  | 
 聚四氟乙烯(白色PTFE),为塑料材料,PTFE在520GHz下具有较低介电常数,约1.96,因此插入损耗低,以及1.4的折射率,非常适合太赫兹波应用。  | 
 30µm-1.0mm  | 
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 蓝宝石  | 
 宝石(Al₂O₃)是一种单轴晶体,硬度非常高,属于超硬材料。它具有优越的机械性能和非常宽的透光范围,常被用于对表面划痕要求较高的领域。蓝宝石具有化学惰性,在最高1000 °C时不溶于水、普通的酸和碱。  | 
 0.15-4.5μm  | 
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 N-SF11  | 
 N-SF11为重火石玻璃,符合RoHS标准,高折射率、高色散、低阿贝数,非常适合高色散的可见光应用。  | 
 0.42-2.3µm  | 
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 F2  | 
 F2为火石玻璃,高折射率和低阿贝数,这非常适合用于等边色散棱镜。相比于N-SF11,它的耐化学品性能更高,而且透过率略高。  | 
 0.385-2µm  | 
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 N-F2  | 
 N-F2为火石玻璃,符合RoHS标准,与F2的光学特性几乎相同,在可见光和近红外光谱范围内具有出色的性能。它具有高折射率和低阿贝数,非常适合用于等边色散棱镜。  | 
 0.42-2µm  | 
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 冰洲石(CaCO₃,碳酸钙)  | 
 又名方解石,是偏振光学元件中最常用的晶体基底。方解石为易受损的软晶体,因此方解石偏振器需安装金属外壳。通过方便的螺纹和转接器可将这些外壳安装到光机产品中。  | 
 0.3-2.3μm  | 
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 溴化钾  | 
 具有机械稳定性。KBr通常用于红外光学窗片以及InGaAs和液体样品池。常见的应用包括红外和FTIR分光光度法。KBr质地柔软且具有吸湿性,因此应防止光学元件受到过多湿气(例如高湿度环境)的影响。  | 
 0.25-26µm  | 
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 金红石  | 
 金红石(TiO2)的耐用性、高折射率和强双折射使之非常适合制造偏振器的基底。我们的金红石偏振器提供具有100,000:1消光比的极纯偏振光。  | 
 0.5-4.5µm  | 
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 钒酸钇  | 
 钒酸钇(YVO4)是一种双折射,正单轴晶体,主要用于偏振光学元件。它具有高双折射和扩展到红外的宽透射范围,因此非常适合用作红外偏振器,YVO4晶体可以取代冰洲石和晶红石应用于光纤通信领域,是光通信无源器件如光隔离器、环形器、偏振分束器、偏振器中的关键材料。  | 
 0.488-3.4µm  | 
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 a-BBO  | 
 α-BBO (α-偏硼酸钡,α-BaB2O4)为负单轴晶体,透光范围宽,双折射系数高,内部质量良好,吸收小,机械性能良好,损伤阈值高等众多优点,广泛应用于格兰棱镜偏振器、双折射偏振分束器等。  | 
 0.19-3.5µm  | 
三、各材料参数表
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 材料  | 
 传输范围  | 
 折射率 Refractiona  | 
 热膨胀系数  | 
 密度  | 
 阿贝数  | 
 杨氏模量  | 
 泊松比  | 
 熔点  | 
 Change in Index of Refraction  | 
| 
 NBK-7  | 
 350nm - 2.0µm  | 
 1.517(587.6nm)  | 
 7.1 x 10-6 /°C  | 
 2.51 g/cm³  | 
 64.17  | 
 82 GPa  | 
 0.206  | 
 550 °C  | 
 2.4 x 10-6 /°C  | 
| 
 H-K9  | 
 0.33-2.1  | 
 1.5164(588nm)  | 
 7.5x 10-6 /°C  | 
 2.52g/cm³  | 
 64.06  | 
||||
| 
 紫外熔融石头英 (UVFS)  | 
 0.185-2.1  | 
 1.4858(308nm)  | 
 0.55 x 10-6 /°C  | 
 2.20g/cm³  | 
 
  | 
 73.6 GPa  | 
 0.17  | 
 1585 °C  | 
 11.9 x 10-6 /°C  | 
| 
 氟化钙(CaF₂)  | 
 0.17-7.8  | 
 1.399(5000nm)  | 
 18.85 x 10-6 /°C  | 
 3.18 g/cm³  | 
 95.31  | 
 75.8 GPa  | 
 0.26  | 
 1418 °C  | 
 -10.6 x 10-6 /°C  | 
| 
 硒化锌  | 
 600nm-16.0µm  | 
 2.403 (10.6µm)  | 
 7.1 x 10-6 /°C  | 
 5.27 g/cm³  | 
 67.2 GPa  | 
 0.28  | 
 1520 °C  | 
 61 x 10-6 /°C  | 
|
| 
 硅  | 
 1.2-8.0µm  | 
 3.423(4.58µm)  | 
 4.50 x 10-6 /°C  | 
 2.33g/cm³  | 
 /  | 
 130.91 GPa  | 
 0.28  | 
 1690 °C  | 
 160 x 10-6 /°C  | 
| 
 锗  | 
 2.0-16µm  | 
 4.004  | 
 6.1 x 10-6 /°C  | 
 5.33 g/cm³  | 
 Not Defined  | 
 102.7 GPa  | 
 0.278  | 
 936 °C  | 
 277 x 10-6 /°C  | 
| 
 氟化镁 (MgF₂)  | 
 200nm-6.0µm  | 
 ne=1.378  | 
 13.70 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
 3.177 g/cm³  | 
 138.5 GPa  | 
 0.276  | 
 1255 °C  | 
 2.3 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
|
| 
 氟化钡 (BaF₂)  | 
 200nm-11.0µm  | 
 1.468(1064nm)  | 
 18.4 x 10-6 /°C  | 
 4.893 g/cm³  | 
 81.87  | 
 53.07 GPa  | 
 0.343  | 
 1368 °C  | 
 -15.2 x 10-6 /°C  | 
| 
 蓝宝石  | 
 0.15-4.5  | 
 ne=1.747  | 
 5.3 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
 3.97 g/cm³  | 
 335 GPa  | 
 0.25  | 
 1800 °C  | 
 13.1 x 10-6/°C  | 
|
| 
 N-F2  | 
 420nm-2µm  | 
 1.62(587.6nm)  | 
 7.8 x 10-6 /°C  | 
 2.65 g/cm³  | 
 36.43  | 
 82 GPa  | 
 0.228  | 
 569 °C  | 
 2.1 x 10-6 /°C  | 
| 
 N-SF11  | 
 420nm-2.3 µm  | 
 1.785(587.6nm)  | 
 8.5 x 10-6 /°C  | 
 3.22 g/cm³  | 
 25.68  | 
 92 GPa  | 
 0.257  | 
 592 °C  | 
 0.1 x 10-6 /°C  | 
| 
 方解石  | 
 300nm-2.3μm  | 
 ne = 1.480  | 
 25 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
 2.71 g/cm³  | 
 Abbe Number (Vd), Extraordinary 79.17  | 
 88.19 GPa (Parallel)  | 
 0.85  | 
 825°C  | 
 3 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
| 
 F2  | 
 385nm-2µm  | 
 1.62  | 
 8.2 x 10-6 /°C  | 
 3.6 g/cm³  | 
 36.37  | 
 57 GPa  | 
 0.22  | 
 580°C  | 
 2.7 x 10-6 /°C  | 
| 
 溴化钾  | 
 250nm - 26µm  | 
 1.525(10.6µm)  | 
 43 x 10-6 /°C  | 
 2.75 g/cm³  | 
 33.64  | 
 26.8 GPa  | 
 0.3  | 
 730 °C  | 
 -40.83 x 10-6 /°C  | 
| 
 金红石  | 
 500nm - 4.5µm  | 
 ne = 2.734  Nd:YAG (1.064 µm)a  | 
 9.2 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
 4.25 g/cm³  | 
 Not Defined  | 
 /  | 
 0.28  | 
 1840°C  | 
 -0.42 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
| 
 钒酸钇  | 
 488nm-3.4µm  | 
 no = 1.959  | 
 11 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
 4.23 g/cm³  | 
 133 GPa  | 
 1750 - 1940 °C  | 
 2.9 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
||
| 
 a-BBO  | 
 0.19-3.5  | 
 ne=1.533  | 
 36 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
 3.85 g/cm³  | 
 56.18  | 
 39 GPa  | 
 0.58  | 
 1095°C  | 
 9.3 x 10-6 /°C (Parallel)  | 
