晶體材料與玻璃材料相比具有某些非常優(yōu)越的光學(xué)特性。

另一方面，晶體具有容易潮解或雙折射特性等，不適于作為光學(xué)元件的性質(zhì)。

綜合利用這些特性，可以選擇有用的晶體材料作為西格瑪光機(jī)光學(xué)元件使用。

光學(xué)窗口材料

晶體材料的折射率比較表（參考數(shù)據(jù)）

氟化鈣 CaF2 

天然的氟化鈣礦石被稱為螢石，在個(gè)別情況下照射紫外線時(shí)會(huì)產(chǎn)生熒光。

人工制造的氟化鈣材料多用于高級(jí)照相機(jī)鏡頭或分光器的分光鏡。

光學(xué)特性從真空紫外到紅外的寬帶內(nèi)透過率較高，比普通光學(xué)玻璃的折射率和色散小，利用其色散曲線的不同（異常部分分散）設(shè)計(jì)消色差透鏡時(shí)，具有很大的優(yōu)勢。由于晶體構(gòu)造為各向同性，所以不會(huì)產(chǎn)生雙折射。

化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，潮解性比較低，比氟化鋰或氟化鎂更被普遍使用。

寶石 AI2O3

是硬度僅次于鉆石的礦石，也是很難受損傷的晶體。從很久以前就經(jīng)常被用于手表的窗口玻璃或齒輪的軸或軸承。雖然有寶石玻璃這樣的稱呼，但是結(jié)構(gòu)并不是玻璃材料而是晶體結(jié)構(gòu)。

由于化學(xué)性非常穩(wěn)定，有時(shí)也作為玻璃的替代品使用。人工制造的寶石是無色透明的，可以透過從紫外到紅外的寬帶。由于是單軸晶體，根據(jù)晶體的朝向會(huì)產(chǎn)生雙折射。絕緣性良好，具有相對較高的導(dǎo)熱性。

可以作為超短脈沖激光的激勵(lì)介質(zhì)的鈦寶石（Ti：sapphire）晶體或是紫外LED的晶體基板使用。

硒化鋅 ZnSe

是琥珀色的晶體，在長波長區(qū)域可以透過直到20µm的紅外線。但是，不能透過可見光區(qū)域的藍(lán)·綠光。

經(jīng)常被用于CO2激光的透鏡材料。在使用紅色的激光作為CO2激光的導(dǎo)光時(shí)，硒化鋅可以同時(shí)透過這種導(dǎo)光和CO2激光。在法律上被劃定為烈性毒物，部分產(chǎn)品需要提交烈性毒物轉(zhuǎn)讓證。而且，使用后的ZnSe光學(xué)元件被禁止作為普通垃圾扔掉。不要的硒化鋅產(chǎn)品必須返回銷售公司。

具有在水中是不溶解的性質(zhì)，但與酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生有毒的硒化氫。由于折射率較高，因表面反射的透過損失很大，通過蒸鍍防反射膜，可以得到99%以上的透過率。

硅 Si

做為半導(dǎo)體的單晶體硅，看上去有金屬光澤但不能透過可見光線，其透過波長為2?6µm紅外線。也可以作為紅外檢驗(yàn)器的濾光片使用。

此外，由于導(dǎo)熱性能良好，有時(shí)也可以作為高輸出CO2激光的金膜反射鏡的基板使用。

鍺 Ge

看上去有金屬光澤但不能透過可見光線，但是可以透過2?20µm的寬譜區(qū)紅外線。可作為熱成像照相機(jī)的透鏡材料使用。

由于折射率較高為4，在無防反射膜的情況下使用時(shí)，由于表面反射透過損失將會(huì)很大，透過率在50%以下。

注意

·紅外透過材料除透過，反射之外，有時(shí)需要考慮因溫度變化引起的輻射光譜的影響。

·觀測波長為10µm以上的紅外線時(shí)，或在30℃以上的環(huán)境中使用光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，所有的物質(zhì)都放射紅外的輻射線，因此有時(shí)可能導(dǎo)致不能正確觀測被檢測物體的紅外光譜。

雙折射材料

觀測波長為10µm以上的紅外線時(shí)，或在30℃以上的環(huán)境中使用光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，所有的物質(zhì)都放射紅外的輻射線，因此有時(shí)可能導(dǎo)致不能正確觀測被檢測物體的紅外光譜。

水晶 SiO2

沒有不純物質(zhì)的石英晶體，是單軸晶體（三方晶）具有少許的雙折射特性。

作為水晶振蕩器或CCD攝像元件的低通濾光片，其人工晶體被大量生產(chǎn)。

利用尋常光（no）和非常光（ne）的少許折射率差異可以制造波長板。

方解石 CaCO3

也被稱為碳酸鈣礦石（calcite），是常見的天然形成的無色透明的礦石。

是單軸（三方晶）晶體，具有很大的雙折射特性。

利用尋常光（no）和非常光（ne）的折射率差，可以制作消光比性能較高的格蘭湯普森偏光鏡。

由于很柔軟，是很容易受損傷的晶體。

* 由于是天然礦石，透光率的特性存在個(gè)體差異。

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