红外和热光学材料的选择

光学材料的选择是红外光学设计中的关键步骤。在可见光辐射光学设计中使用的传统光学材料（光学眼镜和塑料）由于其在红外范围内的高光吸收系数而不合适。需要具有最小可能的红外线吸收系数的特殊材料。

适合的材料清单比较少，可以分为三组:

• 结晶和多晶光学材料;

• 半导体光学材料;

• 硫属化物光学材料（硫属化物玻璃）。

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结晶和多晶光学材料

结晶和多晶体光学材料的透射率高于红外线，如可见区域辐射。这使得可以设计和生产多光谱光学器件。这种装置与红外和可见光一起使用，分钟调整，其效率就足够了。组装和调整多光谱器件比红外装置更简单，因为可见光可用于控制这些操作。缺点是许多这些材料包括氟化钡（BAF2），氟化锂（LiF），氯化银（AgCl）和氯化钠（NaCl）的机械强度和耐化学性。

第二潜在缺点是低折射率：很少超过1.5。结果，必须使用额外的光学元件来实现所需的光学特性。这可以提高复杂性以及光学系统的成本及其制造

最适合生产的材料是晶体和多晶，如硒化锌(ZnSe)和硫化锌(ZnS)。这些材料如果按照CVD(化学气相沉积)技术制造，将获得最佳的性能。

作为示例，下面描绘了氟化钡（BAF2）的一些光学特性。

半导体光学材料

光学半导体材料的主要优点是它们非常高的折射率和低分散系数。这允许设计具有短焦距的光学系统，而不需要校正色差。这减少了所需的光学元件的数量，因此降低了成本。

半导体光学材料吸收可见光，并且它们的吸收系数相当高，用于红外辐射。通常，随着材料温度的增加，它增加，从而降低其透射率。经验丰富的设计师避免使用最少数量的元素以保持透射率的同时避免厚的元素。

包括半导体光学材料在内的光学器件由于不能使用可见光，因此组装和调整难度较大。这个过程需要特殊的方法和设备。

通常用于生产热光学的半导体光学材料是硅（Si），锗（Ge），碲化镉（CdTe）和砷化镓（GaAs）。

例如，见下面锗（GE）的一些光学特性。

硫属化物光学材料（硫属化物玻璃）

硫属化物眼镜具有良好的红外辐射带宽，但它们的折射率低于半导体材料的折射率。

硫系玻璃的主要优点是其极低的折射率温度系数。这使得它们可以用于设计工作在非常广泛的温度范围内的设备。然而，这些材料的成本相当高。一些硫系玻璃包括Amtir-1、IG6、BD2和GASIR-1。

下面描绘了Amtir-1的一些光学特性，例如一个例子。

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