摘要：随着红外热像仪在民用领域的广泛应用,低成本高性能的产品正得到业界的重视。本文主要介绍了硫系玻璃在红外光学设计领域的应用前景。相对于红外领域常用的材料单晶锗,硫系玻璃不但具有低成本,折射率随温度变化小(dn/dt)的特点,而且,由于它是非晶态材料,可以用精密的模压工艺来代替用于晶体材料的单点金刚石车削工艺,其批量加工的成本得到了大幅的降低,产品的稳定性,一致性也得到了明显的提高。

摘要：采用真空熔融淬冷法制备了Ge_(33)As_(12)Se_(55)和Ge_(22)As_(20)Se_(58)硫系玻璃,测试结果表明该玻璃在中红外波段具有宽红外透过范围、高折射率和高折射率温度系数。以此材料为基质,设计了在中红外波段的硫系光纤光栅温度传感器。采用传输矩阵法和耦合模方程模拟计算了光纤光栅透射谱和温度传感特性。研究发现,设计的光纤光栅温度传感器的中心波长漂移量与温度变化有良好的线性关系。当工作波长从近红外增加到中红外波段后,光纤光栅的温度传感灵敏度可以得到极大的提升。计算结果表明,Ge-As-Se硫系布拉格光纤光栅和长周期光纤光栅在1.55μm的温度传感灵敏度分别达到了0.1232nm/℃和0.292nm/℃,是石英基质光纤光栅在该波段的1 0和24倍。

摘要：硫系玻璃作为光学晶体的替代材料得到广泛关注,其具有光谱透过率高、热稳定性好、适合模压成型、价格便宜等特点。基于硫系玻璃的温度特性以及光学被动消热差理论,设计了工作波段为8μm~12μm、F#为1、视场角为38°、系统总长为16.7 mm红外消热差光学系统。系统采用三分离式结构,使用IRG202和IRG206两种硫系玻璃材料,仅引入2个偶次非球面,未使用衍射面,具有结构紧凑、成本低、光通量高等优点。系统适配像元数为384×288的非制冷型红外面阵探测器,像元大小为17μm。设计的镜头在-40℃~60℃温度范围内,各视场调制传递函数在奈奎斯特频率处均大于0.4,光学系统成像性能稳定。该系统可广泛应用于车载夜视和安防监控领域中。

摘要：针对非制冷红外镜头高分辨率、批量化和低成本的需求,通过硫系玻璃和锗单晶的材料搭配,利用折衍混合的设计方法,设计一款仅包含三片,可用于枪瞄、车载夜视和安防监控等领域的光学被动补偿无热化镜头。在理论推导的基础上,进行了相应的工程化设计,提出了满足精密模压生产工艺的光学设计方案。实验验证表明,该镜头在-40~55℃范围内成像清晰,满足指标要求。在实际工程应用中,具有生产成本低、成像性能好等特点。

摘要：在夜间或雨雪、大雾天气等能见度低的情况下，利用传统的汽车照明系统，驾驶员较难看清前方的景物及行人。夜视辅助驾驶系统可以提高驾驶员夜间行车视距，减小交通事故发生概率。基于硫系玻璃的汽车夜视系统应用越来越广。分析比较了目前市场上存在的几类夜视光学系统的优缺点，设计了基于新型红外硫系玻璃和衍射光学元件的夜视系统，优化后系统的视场角为30°、焦距为15mm、F数为1、工作温度范围为-30℃～50℃。系统包含三片材料为Ge20Sb，sSees的透镜，仅引入一个非球面和一个衍射面。实验结果表明，在空间频率15lp／mm处，系统的调制传递函数接近衍射极限，在-30℃～50℃温度范围内最大的焦移量为6．6μm，远小于系统焦深20Mm，成像质量良好。

摘要：介绍了硫系红外玻璃的组成成分,分析了其独特的优势,建立了红外热成像系统中各个参数和温度之间关系的数学模型。基于硫系玻璃折射率温度系数小、成本低的优点,将硫系玻璃应用于红外热成像探测系统,并给出了一种折射式的中波红外热成像消热差探测系统实例,评价结果表明,该系统在低温-40℃、常温20℃、高温60℃都取得了良好的成像质量,适用于像元数为320 pixel×256 pixel,像元尺寸为30μm×30μm的中波红外凝视型焦平面阵列探测器。

摘要：针对As_(40)Se_(60)硫系玻璃特殊的性能特点,对所用的高性能红外减反射膜的设计和制备工艺进行了研究。介绍了减反膜的膜料选择、膜系设计以及膜层制备工艺优化的过程,给出了用该方法制备的8~12μm波段宽带减反射膜的实测光谱曲线,设计波段范围内其平均剩余反射率为1%,环境测试结果表明:膜层附着性能好,性能稳定。

摘要：本文简述了硫系玻璃的种类、性质以及硫系玻璃原料的常用几种提纯方法,概括介绍了玻璃的熔制以及光纤和传像束的制备方法,并讨论了硫系玻璃光纤在民用、医学、军事领域上的应用及发展前景。

摘要：硫系玻璃材料在中红外波段具有高的透过率,成为制备中红外光波导光学传感器的首选材料。为了提高光与待测物的作用,减小器件体积,优化设计并分析了硫系玻璃狭缝光波导微环器件。通过COMSOL软件对狭缝波导进行了建模,为了减小高折射率衬底的影响、减小电极材料对红外光的吸收并避免共振吸收,优化了下缓冲层厚度、上缓冲层厚度、电极厚度。采用优化的狭缝波导结构,设计了圆形和跑道型硫系玻璃狭缝波导微环谐振器,优化了微环谐振器半径,分析了品质因数、自由光谱区、以及谐振光场分布等性能参数。分析结果显示,圆形微环谐振器具有更高的品质因数(28452),谐振峰更加尖锐,对光的选择性更好;而跑道型微环谐振器的自由光谱区更小(6.2nm),用电极调节谐振峰的波长时,谐振峰更容易和气体的吸收峰对齐,更适合于红外气体检测。

摘要：讨论了长波无热化镜头设计方法,采用新的玻璃材料硫系玻璃进行了光学系统的设计,介绍了硫系玻璃的特性和应用方向,分析了光学镜头无热化的设计方法,并根据技术要求设计了基于硫系玻璃的长波红外无热化镜头,通过合理的将硫系玻璃和其他红外材料进行匹配,通过优化设计,在宽温度范围内得到了较好的成像效果。