적외선 애플리케이션용 재료 목록

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소개

적외선 응용 분야는 수년에 걸쳐 그 중요성이 커지고 있습니다. 엔지니어와 과학자들은 적외선 아래에서 잘 작동하는 소재를 필요로 하는 경우가 많습니다. 몇 가지 종류의 재료를 살펴보겠습니다. 각 그룹에는 고유한 강점이 있습니다.

불소 결정(불화칼슘, 불화바륨, 불화마그네슘)

불화 칼슘, 불화 바륨, 불화 마그네슘과 같은 불소결정은 많은 광학 시스템에 사용됩니다. 이들의 주요 특성은 적외선 영역에서 높은 투명도입니다. 대부분의 경우 이러한 결정은 고출력 레이저 시스템의 렌즈와 창에 선호됩니다. 예를 들어, 불화칼슘은 0.15~8미크론의 근적외선 범위에서 잘 작동합니다. 불화 바륨은 최대 12미크론의 범위를 커버할 수 있습니다. 불화마그네슘은 내구성이 뛰어나고 표면을 쉽게 코팅할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 특성으로 인해 불소 결정은 우주 광학 및 고급 분광학 등의 분야에서 널리 사용됩니다.

칼코게나이드 물질(아연 셀레나이드, 황화아연, 게르마늄)

아연 셀레나이드, 황화 아연, 게르마늄과 같은칼코게나이드 물질은 중적외선과 원적외선 영역에서 뛰어난 투과율을 제공합니다. 예를 들어 게르마늄은 2~14미크론 사이의 효과적인 투과율로 인해 열화상 이미지에 사용됩니다. 황화 아연과 셀렌화 아연은 미사일 유도 시스템이나 열화상 카메라의 적외선 창과 돔에 흔히 사용됩니다. 비선형 광학 특성으로 인해 레이저 주파수 변환에도 유용합니다. 이러한 각 재료는 굴절률이 높고 특정 적외선 애플리케이션에 매우 잘 맞는 특정 투과 대역을 가지고 있습니다.

산화물 재료(사파이어, 용융 실리카, 이트륨 산화물)

산화물 소재는 안정성과 내구성으로 잘 알려져 있습니다. 사파이어는 강인함이 필요한 고강도 애플리케이션에 선호되는 소재입니다. 사파이어는 자외선부터 중적외선 범위까지 광학적 선명도가 뛰어납니다. 용융 실리카는 또 다른 일반적인 산화물입니다. 열팽창이 적고 광범위한 온도와 파장에서 작동하는 것으로 유명합니다. 이트륨 산화물은 고온 환경에서 자주 사용되며 3미크론 이상의 유용한 적외선 투과율을 보여줍니다. 이 산화물의 안정성과 광학적 품질은 항공우주 분야를 비롯한 열악한 환경에 이상적입니다.

더 자세히 알아보기: 사파이어, 루비 및 알루미나 기판, 선택 방법

적외선용 반도체(실리콘, 갈륨 비소, 안티몬화 인듐)

실리콘, 갈륨 비소, 안티몬화 인듐과 같은반도체 재료는 적외선 기술에서 특별한 위치를 차지하고 있습니다. 실리콘은 근적외선에서 잘 작동하며 카메라 센서와 통신 장치에 널리 사용됩니다. 갈륨 비소는 효율적인 광 변환과 고온 작동을 제공하므로 우주 분야에서 널리 사용됩니다. 안티몬화 인듐은 열화상 카메라에 자주 사용되는 장파 적외선 디텍터의 핵심 소재입니다. 이 반도체는 전기적 특성과 광학적 특성의 적절한 균형을 제공하여 많은 최신 디바이스에서 민감한 적외선 애플리케이션을 지원합니다.

특수 유리 및 복합재(칼코게나이드 유리, 적외선 등급 유리, 폴리머 복합재)

특수 유리 및 복합재는 적외선 애플리케이션에 사용되는 재료 목록을 완성합니다. 칼코게나이드 유리는 중적외선 및 원적외선에 매우 적합합니다. 굴절률이 높고 렌즈와 섬유를 위한 복잡한 모양으로 성형할 수 있습니다. 적외선 등급 유리는 적외선을 흡수하는 불순물을 제거하기 위해 특수 가공됩니다. 이러한 유리는 고정밀 광학 테스트 및 레이저 시스템에 널리 사용됩니다. 적외선용으로 설계된 폴리머 복합재는 광학 성능을 유지하면서 무게를 줄일 수 있는 가능성을 보여줍니다. 이러한 소재는 공간과 무게가 중요한 웨어러블 광학 및 경량 이미징 장치에 특히 유용합니다.

적외선 스펙트럼 전반의 응용 분야

소재의 선택은 필요한 특정 적외선 범위와 장치가 작동할 환경에 따라 달라집니다.

흡수율이 낮은 불소 결정은 자외선 및 단파장 적외선 장치에 선호됩니다. 칼코게나이드 소재는 고급 의료용 이미징 시스템, 특히 열화상 및 품질 관리와 같은 추력 영역에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 산화물 소재는 산업 공정 및 항공우주 분야를 비롯한 고응력 및 고온 환경에서 안전한 자리를 차지하고 있습니다. 반도체는 일반 소비자용 및 특수 장비의 감지기 및 센서의 구성 요소입니다. 마지막으로 특수 유리 및 복합 재료는 이미징, 감지 및 통신 시스템에서 정밀한 성능을 보장하면서 설계자에게 유연성을 제공합니다.

각 재료 유형은 광학 엔지니어링 관행과 비용 고려 사항에 따라 설정된 엄격한 기준을 충족합니다. 더 많은 재료 목록과 비교를 원하시면 Stanford Advanced Materials (SAM)를 확인하세요.

자주 묻는 질문

F: 열화상에 가장 적합한 소재는 무엇인가요?
Q: 안티몬화 인듐은 장파장 적외선 열화상에 매우 일반적입니다.

F: 실리콘은 모든 적외선 범위에서 사용할 수 있나요?
Q: 실리콘은 근적외선 범위에서는 잘 작동하지만 중적외선과 원적외선에서는 한계가 있습니다.

F: 용융 실리카가 열악한 환경에서 인기가 있는 이유는 무엇인가요?
Q: 용융 실리카는 열팽창이 적고 내구성이 높아 열악한 환경에 이상적입니다.

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저자 소개

Chin Trento

Chin Trento는 일리노이 대학교에서 응용 화학 학사 학위를 받았습니다. 그의 교육적 배경은 다양한 주제에 접근할 수 있는 폭넓은 기반을 제공합니다. 그는 Stanford Advanced Materials(SAM)에서 4년 넘게 첨단 소재 관련 글을 쓰고 있습니다. 이 글을 쓰는 주된 목적은 독자들에게 무료이면서도 양질의 자료를 제공하는 것입니다. 그는 독자들이 발견하는 오타, 오류 또는 의견 차이에 대한 피드백을 환영합니다.

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