常用晶体材料

1、Al2O3晶体 氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石， Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性：(1)光透过范围从300nm到5.5m (2)3-5m波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在=26到31m，880材料基本性能：熔点2050 oC密度3.91g/m3莫氏硬度9杨氏模量53 Mpsi透过波段300

2、nm-5.5mCaF2晶体 氟化钙晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性：密度3.18 g/cm3熔点13571360晶格常数5.46 Å 努普硬度178 100, 160 110kg/mm2介电常数6.76 ，105HZ晶体类型cubic, CaF2 type structure解离面(111)应用紫外激光窗口材料折射率：波长, µm0.190.210.250.330.410.882.653.905.006.207.008.22 折射率1.511.491.471.451.441.431.421.411.401.381.361.34MgF2晶体 氟化镁晶体被应用在

3、环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11m-8.5m。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.118.5m)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料   Ba F2密度4.89 g/cm3, at

4、20°C熔点1354°C摩尔质量175.36晶格常数6.196 Å 热导率7.1 W/(m K), at 38°C比热456 J/(kg K)热膨胀系数16.5 19.2 ×106 / K,± 60°C努普硬度82kg/mm2莫氏硬度3杨氏模量53.05GPa剪切模量25.4GPa体积弹性模量56.4GPa介电常数7.33,2×106HZ水中溶解度0.17 g / 100 g，10晶体类型立方晶系解离面(111)泊松比0.343带隙9.1eV透过范围0.18 12.0 µmin IR, UV and DU

5、V折射率：波长,µm0.20.51.03.06.09.012.015.0n (Lambda)1.55731.47791.46861.46121.44411.41441.36961.3050LiF氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性：1、 在真空紫外到红外(0.12-6m)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。 材料性能：密度2.64g/cm3熔点870摩尔质量25.9394晶格常数4.0279 Å热导率4.01 W/(m K)比热1562 (J kg-1 K-1)热膨胀系数28.1 - 34.8 (10-6/K)努普硬度102103kg/m

6、m2莫氏硬度3杨氏模量64.79GPa剪切模量55.14 GPa 体积弹性模量62.03 GPa断裂强度10.8 MPa弹性系数C11 = 112 / C12 = 45.6 / C44 = 3.2 GPa晶体类型Fm3m ,cubic, NaCl type structure介电常数9.0 25 °C, f = 100.109 Hz水中溶解度0.27 (g/100 cm3) 18 °C应用VUV,DUVYVO4晶体   钒酸钇晶体是一种具有优良的物理和光学特性的双折射单晶。由于它具有较大的透过范围、透光度高、大的双折射、易于加工等特点，所以广泛应用于光学

7、组件如光纤光隔离器、环形器、分光器，还有其它的偏振光学器件等。主要特性：透过范围0.4 - 5m高透晶体对称性四方晶系,点群 D4h 晶包参数a=b=7.12 Å c=6.29 Å密度4.22 g/cm3莫氏硬度5, 类似玻璃潮解性不潮解热膨胀系数:aa = 4.43 x 10-6/K; a c = 11.37 x 10-6/K热导率/C: 5.23 W/m/K; C: 5.10 W/m/K晶类正单轴晶 ，no=na=nb, ne=nc折射率、双折率(D n = ne- no)走离角45o (r)no = 1.9929, ne = 2.2154, D n = 0.2225,

8、 r = 6.04o (0.63 m)no = 1.9500, ne = 2.1554,D n = 0.2054, r = 5.72o (1.30 m)no = 1.9447, ne = 2.1486, D n = 0.2039, r = 5.69o (1.55 m)    钒酸钇是用提拉法生长的正向单轴晶体,具有较好的机械和物理特性，宽的透过范围和大的双折射率使它成为了理想的光偏振组件。在许多的应用方面，它是方解石和金红石的多种应用优良的人造的替代品，如光纤光学隔离器和循环器、分束器，格兰起偏器以及其它起偏器等。与其它双折射晶体相比较:  &

9、#160; 与方解石相比，钒酸钇具有更好的温度稳定性及物理和机械特性。方解石易潮解和低硬度是使得很难得到高光学质量晶体。    与高硬度的金红石 (TiO2)相比，钒酸钇更易于进行光学表面加工，这也就相应降低了加工成本，尤其对批量生产来说。    与铌酸锂相比，它们具有相似的机械和物理性能，钒酸钇的双折率确比铌酸锂大三倍，这使得设计更加紧凑。ZnS晶体和ZnSe晶体     硫化锌和硒化锌（ZnS和ZnSe）晶体具有如下优良的特性，是一种很重要的光学晶体，特别是应用于远红外波段。  &

10、#160; CVD ZnSe的透光范围为0.5m-22m，用于高能CO2激光。单晶的ZnSe具有更低的吸收，从而更适合CO2光学系统。    CVD ZnS的透光范围为8m-14m，高透过，低吸收。多光谱级通过热等静压 (HIP) 改进了中红外、可见区的透过。波长, m0.4050.4360.4680.480 0.5090.5460.5880.6440.6680.706折射率2.545 2.489 2.449 2.437 2.413 2.388 2.368 2.347 2.340 2.331 波长, m0.780 0.7950.8520.8941.014 1.12

11、91.5302.0583.000 3.500 折射率2.317 2.3142.306 2.302 2.292 2.285 2.272 2.264 2.258 2.255 波长, m4.000 4.500 5.000 8.000 9.000 10.00 11.25 12.00 13.00 折射率2.252 2.250 2.247 2.223 2.213 2.201 2.183 2.171 2.153 光学石英晶体人造石英单晶是用水热法在高压釜中生长的，具有左旋和右旋形态。石英晶体的应力双折射低且折射率均匀性高，透光范围为0.15-4m。由于其压电特性、低热膨胀系数、优良的力学和光学特性，石英晶体

12、被用于电子、精密光学和激光技术、光通信、X-射线光学和压力传感器等方面。投射范围0.150-4.0µm and 50-1000 µm 反射率no=1.5350, ne=1.5438 1 µmReflective Loss 8.2% 2µm 密度2.65 g/cm3熔点 1710°C, 1657°C分子量60.06热导率|C:11.7 W/(m·K) 20°C; C: 6.5  比热 744 J/(kg·K)  热膨胀系数| C: 7.97 x 10-6 /°C ; C: 13

13、.37 x 10-6 /°C 0°-80°C 硬度740 (Indenter load 500g) 杨氏模量| C: 97; C: 76.5 GPa 25°C 弹力系数C11 = 86.6; C12 = 6.7; C13 = 12.4; C14 = 17.8; C33= 106.4; C44 = 58 GPa 介电常量| C: 4.27 30 MHz 25°C; C: 4.34材料类型单晶晶体结构三角晶系， 32, a = 4.9138 Å, c = 5.4052 Å应用偏振光学、 压电元件, 紫外滤波, FIR windo

14、ws注意石英的使用温度不得超过1200摄氏度, 并且，在遇到HF 及热浓碱时会发生化学反应 Nd:YAG晶体（掺钕钇铝石榴石）Nd:YAG单晶是最重要的激光晶体，广泛应用于工业、医疗和科学领域。主要优点是：低出光阈值、高增益，高效率，低1064 nm损耗；同时还有高光学质量、热传导性好、抗热冲击和机械强度高特性，使得Nd:YAG成为了连续，脉冲和锁模激光的最合适和商品化的激光晶体。Nd:YAG晶体也广泛用于各种固体激光器系统：倍频连续波、高能量Q开关，倒空腔等等。参数如下：化学式Nd:Y3A15O12晶体结构立方晶系晶格常数12.01Ä掺杂度-1.2 x 1020 cm-3熔点1970 °C 密度4.56 g/cm3莫氏硬度8.5 折射率1.82 热膨胀系数7.8 x 10-6