عدسی‌های پلانو-کوژ ژرمانیوم

توضیحات

عدسی‌های پلانو-کوژ ژرمانیوم (Ge)

معرفی محصول:

ژرمانیوم (Ge) یک ماده تک‌بلور با خواص شیمیایی بی‌اثر است که در محدوده طیفی ۲ تا ۱۲ میکرومتر شفافیت دارد. این ماده یکی از پرکاربردترین مواد نوری در حوزه مادون قرمز محسوب می‌شود و دارای سختی بالا، رسانایی گرمایی خوب و عدم حلالیت در آب است. کاربردهای اصلی آن شامل سیستم‌های تصویربرداری مادون قرمز و طیف‌سنج‌های مادون قرمز می‌باشد.

ژرمانیوم تک‌بلور دارای خواص مکانیکی عالی و رسانایی حرارتی مطلوب است و جذب بسیار کمی در طول‌موج ۱۰.۶ میکرومتر (مربوط به لیزر CO₂) دارد. از این رو، ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت عدسی‌ها، پنجره‌های نوری و آینه‌های خروجی در سیستم‌های لیزری CO₂ محسوب می‌شود. همچنین از ژرمانیوم به عنوان زیرلایه برای فیلترهای مادون قرمز استفاده می‌شود.

ویژگی‌های عدسی پلانو-کوژ:

عدسی پلانو-کوژ یک عدسی مثبت است که در سیستم‌های نوری برای تغییر اندازه پرتو، تصویرسازی، کولیمه کردن پرتو، فوکوس‌دهی و تبدیل نقطه‌ای منبع نور به کار می‌رود. این عدسی از یک طرف کوژ (محدب) و از طرف دیگر تخت (مسطح) است و دارای فاصله کانونی مثبت می‌باشد. کاربردهای اصلی آن شامل کاهش اندازه پرتو، کاهش فاصله کانونی یا بزرگ‌نمایی تصویر است.

قابلیت‌های تولیدی شرکت ما:

شرکت ما قادر به تولید عدسی‌های پلانو-کوژ ژرمانیوم با مشخصات زیر است:

• قطر: ۲ تا ۳۰۰ میلی‌متر

• ضخامت: ۰٫۱۲ تا ۶۰ میلی‌متر

• دقت سطحی: تا ۲۰-۱۰ (۱/۱۰ طول موج @ 633 نانومتر)

فرآیندهای پرداخت سطح:

۱. پولیش دیسک ژله‌ای
۲. پولیش سرعت بالا
۳. پولیش حلقوی
۴. پولیش CNC

تجهیزات کنترل کیفیت:

• اینترفرومتر ZYGO

• میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

• اندازه‌گیر انحراف بازتاب و عبور

• گونیومتر ۱۵ ثانیه‌ای

• سیستم سنترینگ UV ژل

• ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی

• اندازه‌گیر دو بعدی تصویر (2D Imager)

• اندازه‌گیر قطر کره (Sphere Diameter Gauge)

گزینه‌های پوشش (کوتیнг):

• MgF₂

• پوشش ضدبازتاب UV (UV-AR)

• پوشش ضدبازتاب UV-VIS

• پوشش گسترده VIS (VIS-EXT)

• پوشش ضدبازتاب VIS-NIR

• پوشش NIR I و NIR II

• پوشش Telecom-NIR

• پوشش SWIR

• پوشش YAG-BBAR

این عدسی‌ها با دقت بالا و کیفیت عالی تولید می‌شوند و برای کاربردهای حساس در اپتیک مادون قرمز و سیستم‌های لیزری مناسب هستند

 

کاربردهای گسترده ژرمانیوم در اپتیک مادون قرمز

ژرمانیوم به دلیل ضریب شکست بالا، محدوده انتقال طیفی وسیع و خواص مکانیکی مقاوم، کاربردهای گسترده‌ای در اپتیک مادون قرمز دارد. ژرمانیوم با گرید اپتیکی دارای پهنای عبور مادون قرمز گسترده‌ای است که هر دو باند ۳ تا ۵ میکرومتر و ۸ تا ۱۲ میکرومتر را پوشش می‌دهد. این ویژگی‌ها آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت عدسی‌های اپتیکی مادون قرمز تبدیل کرده است که عمدتاً در دوربین‌های تصویربرداری حرارتی و لیزرهای مادون قرمز به کار می‌روند.

با این حال، ژرمانیوم به تغییرات دمایی حساس است، به این معنی که با افزایش دما، میزان عبور نور (Transmittance) کاهش می‌یابد. این پدیده که به عنوان فراریت حرارتی (Thermal Fugacity) شناخته می‌شود، در طراحی سیستم‌های نوری حساس به دما باید مورد توجه قرار گیرد.

محصولات شرکت ما:

شرکت ما عدسی‌های پلانو-کوژ ژرمانیوم را در اندازه‌ها و فاصله‌های کانونی متنوع تولید و عرضه می‌کند. این عدسی‌ها با دقت بالا و کیفیت عالی ساخته می‌شوند و برای کاربردهای پیشرفته در اپتیک مادون قرمز مناسب هستند.

ویژگی‌های کلیدی:

• ضریب شکست بالا برای کارایی نوری مطلوب

• مقاومت مکانیکی عالی برای استفاده در شرایط سخت

• پوشش‌های ضدبازتاب (AR) متنوع برای بهبود عملکرد در محدوده‌های طیفی مختلف

این عدسی‌ها گزینه‌ای ایده‌آل برای سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، لیزرهای مادون قرمز و سنسورهای پیشرفته هستند.

 

عدسی پلانو-کوژ و کاربردهای آن

عدسی پلانو-کوژ یک عدسی مثبت است که در سیستم‌های نوری برای کاربردهای مختلفی از جمله:

• تغییر اندازه پرتو (Beam Expansion/Reduction)

• تصویرسازی (Image Formation)

• کولیمه کردن پرتو (Beam Collimation)

• فوکوس‌دهی و همگراسازی پرتو (Focus Collimation)

• تبدیل نقطه‌ای منبع نور (Point Source Collimation)

مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عدسی از یک طرف محدب (کوژ) و از طرف دیگر تخت (مسطح) است و دارای فاصله کانونی مثبت می‌باشد. از این عدسی معمولاً برای کوچک‌کردن پرتو، کاهش فاصله کانونی یا بزرگ‌نمایی تصویر استفاده می‌شود.

پارامترهای مهم در انتخاب عدسی پلانو-کوژ:

1. اندازه (Size): قطر و ضخامت عدسی

2. فاصله کانونی (Focal Length): میزان همگرایی یا واگرایی نور

3. طول موج طراحی (Design Wavelength): طول موج بهینه برای عملکرد عدسی

4. پرداخت سطح (Surface Finish): کیفیت سطح عدسی

5. دقت سطح (Surface Accuracy): انحراف از سطح ایده‌آل

6. خروج از مرکزیت (Eccentricity): میزان انحراف سطح کروی

7. جنس ماده پایه (Substrate Material): نوع ماده اپتیکی (مانند شیشه، ژرمانیوم، سیلیکون و…)

با توجه به نیازهای خاص هر کاربرد می‌توان پارامترهای مناسب را انتخاب کرد. برای مثال، در سیستم‌های لیزری ممکن است به عدسی‌هایی با دقت سطحی بالا نیاز باشد، در حالی که در تصویربرداری معمولی، فاصله کانونی و اندازه عدسی پارامترهای کلیدی هستند.

این عدسی‌ها در طیف گسترده‌ای از تجهیزات اپتیکی، از میکروسکوپ‌ها و تلسکوپ‌ها گرفته تا سیستم‌های لیزری و فیبر نوری کاربرد دارند. انتخاب صحیح پارامترها می‌تواند به بهینه‌سازی عملکرد سیستم نوری کمک شایانی کند.

ژرمانیوم اپتیکی و کاربردهای آن در حوزه مادون قرمز

ژرمانیوم با گرید اپتیکی یکی از پرکاربردترین مواد در انتقال نور مادون قرمز محسوب می‌شود. این ماده به دلایل زیر انتخاب ایده‌آلی برای ساخت عدسی‌ها و پنجره‌های اپتیکی مادون قرمز است:

• استحکام مکانیکی بالا

• جذب رطوبت پایین (عدم رطوبت‌گیری)

• خواص شیمیایی پایدار

کاربردهای اصلی:

• دوربین‌های تصویربرداری حرارتی

• پنجره‌های لیزر CO₂ کم‌توان

ملاحظات فنی در استفاده از ژرمانیوم:

1. قطر کافی: نیاز به نمونه‌هایی با قطر مناسب برای کاربردهای مختلف

2. نرخ عبور بالا: ضرورت داشتن میزان عبور نور مطلوب در محدوده مادون قرمز

3. یکنواختی ضریب شکست: اهمیت یکنواختی اپتیکی در کاربردهای دقیق

4. هزینه تولید: نیاز به تعادل بین کیفیت و قیمت تمام شده

نکته مهم: با وجود مزایای متعدد، انتخاب ژرمانیوم اپتیکی باید با در نظر گرفتن تمامی این پارامترها صورت پذیرد تا بهترین عملکرد در سیستم‌های مادون قرمز حاصل شود. این ماده به‌ویژه در سیستم‌هایی که نیاز به پایداری طولانی‌مدت و عملکرد قابل اطمینان دارند، گزینه مناسبی محسوب می‌شود.

 

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی ژرمانیوم

پایداری شیمیایی:
ژرمانیوم در برابر عوامل مختلف شیمیایی رفتار بی‌اثری از خود نشان می‌دهد. این ماده در تماس با موارد زیر واکنش نمی‌دهد:

• هوا (اکسیژن و نیتروژن محیط)

• آب

• بازها (مواد قلیایی)

• طیف وسیعی از اسیدها

حساسیت دمایی ویژگی‌های نوری:
خصوصیات نوری ژرمانیوم به شدت وابسته به دما است:

• با افزایش دما، ضریب عبور نور به طور محسوسی کاهش می‌یابد

• در دمای 100 درجه سانتیگراد، جذب نور به حدی افزایش می‌یابد که ماده تقریباً کدر می‌شود

• در 200 درجه سانتیگراد، ژرمانیوم به طور کامل غیرشفاف می‌گردد

ملاحظات کاربردی:
این حساسیت دمایی شدید موجب می‌شود که در کاربردهای اپتیکی:

1. محدوده دمایی کارکرد به دقت کنترل شود

2. سیستم‌های خنک‌کننده مناسب در طراحی لحاظ گردد

3. برای کاربردهای دمابالا از مواد جایگزین استفاده شود

نتیجه‌گیری:
اگرچه ژرمانیوم از پایداری شیمیایی مطلوبی برخوردار است، اما محدودیت‌های دمایی شدید، استفاده از آن را در شرایط عملیاتی خاصی محدود می‌سازد. این ویژگی‌ها باید در طراحی سیستم‌های اپتیکی مبتنی بر ژرمانیوم به دقت مورد توجه قرار گیرند.

 

پوشش‌های اپتیکی و کاربردهای آنها

تعریف پوشش اپتیکی:
پوشش‌دهی فرآیندی است که طی آن یک لایه نازک از مواد شفاف دی‌الکتریک یا فلز با روش‌های فیزیکی یا شیمیایی بر سطح ماده پایه رسوب داده می‌شود. این فرآیند با اهداف زیر انجام می‌گیرد:

• تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور سطح ماده

• کاهش یا افزایش بازتاب نور

• تفکیک پرتو (Beam Splitting)

• جداسازی رنگی (Color Separation)

• فیلتراسیون نوری (Light Filtering)

• ایجاد خاصیت قطبش (Polarization)

انواع پوشش‌های ارائه شده:

1. لایه‌های ضد بازتاب (Anti-Reflective Coatings):

   • کاهش تلفات نوری در سطح مشترک

   • افزایش عبور نور در سیستم‌های اپتیکی

2. لایه‌های بازتاب‌دهنده بالا (High-Reflective Coatings):

   • مناسب برای آینه‌های اپتیکی

   • کاربرد در حفره‌های لیزری و رزوناتورها

3. لایه‌های طیفی (Spectral Coatings):

   • طراحی شده برای کاربردهای خاص طیفی

   • قابلیت تفکیک طول‌موج‌های مختلف

4. لایه‌های فلزی (Metallic Coatings):

   • ایجاد بازتاب بالا در محدوده وسیع طیفی

   • استفاده در آینه‌های عمومی و صنعتی

پوشش‌های ضد بازتاب پهن‌باند:
ما قادر به ارائه پوشش‌های ضد بازتاب پهن‌باند در محدوده‌های زیر هستیم:

• فرابنفش (UV)

• مرئی (Visible)

• فروسرخ نزدیک (NIR)

• فروسرخ میانی (Mid-IR)

ملاحظات فنی:
هر نوع پوشش با توجه به:

• جنس زیرلایه

• محدوده طول‌موج کاری

• زاویه تابش نور

• شرایط محیطی کاربرد

به صورت سفارشی طراحی و اجرا می‌شود تا بهترین عملکرد اپتیکی حاصل گردد. این پوشش‌ها در سیستم‌های اپتیکی پیشرفته، تجهیزات لیزری، سیستم‌های تصویربرداری و طیف‌سنجی کاربرد وسیعی دارند.

 

 

•  اطلاعات فنی

استانداردهای مواد اولیه

ماده اولیه:

• جنس ماده: ژرمانیوم تک‌بلور با ترکیب شیمیایی خالص Ge

درجه خلوص:

• شمش‌های پلی‌کریستال ژرمانیوم مورد استفاده برای رشد بلور باید مطابق با استاندارد GB/T11071 باشند.

• حداقل خلوص مورد نیاز: %99.9999 (6N)

• حداقل مقاومت الکتریکی: 50Ω.cm

روش رشد بلور:

• روش کژوسالسکی (CZ)

کیفیت بلور:

• سطح خارجی و مقاطع انتهایی بلور باید عاری از هرگونه موارد زیر باشد:

  • مرزدانه‌ها (Grain Boundaries)

  • بلورهای دوقلو (Twins)

  • حفره‌ها (Holes)

کیفیت ظاهری:

• سطح جانبی بلور باید سطح طبیعی رشد یافته باشد.

• سطوح انتهایی می‌توانند سطح برش خورده یا سطح طبیعی باشند.

• سطوح باید کاملاً عاری از موارد زیر باشند:

  • آلودگی

  • تراشه‌های ریز (Chipping)

  • ترک‌ها

  • خط و خش

جهت‌گیری بلور:

• ژرمانیوم تک‌بلور در دو جهت‌گیری کریستالوگرافی عرضه می‌شود:

  • <100>

  • <111>

انواع رسانایی:

• ژرمانیوم تک‌بلور در دو نوع رسانایی تولید می‌شود:

  • نوع N

  • نوع P

مواد دوپانت:

• مواد دوپانتی مورد استفاده در تولید ژرمانیوم تک‌بلور مطابق جدول زیر می‌باشد:

[در اینجا جدول مواد دوپانت در صورت نیاز قابل درج است]

ملاحظات فنی:
تمامی پارامترهای فوق باید به دقت کنترل شوند تا اطمینان حاصل شود که ژرمانیوم تولید شده دارای کیفیت مناسب برای کاربردهای اپتیکی حساس، به ویژه در محدوده مادون قرمز می‌باشد. این استانداردهای سختگیرانه تضمین‌کننده عملکرد بهینه در تولید عدسی‌ها و پنجره‌های اپتیکی با کارایی بالا هستند.

 

●

مقاومت ویژه ژرمانیوم تک‌بلور

روش سنجش مقاومت ویژه:
مقاومت ویژه ژرمانیوم تک‌بلور بر اساس مقاومت الکتریکی سطوح انتهایی (سر و ته) بلور تعیین و دسته‌بندی می‌شود. این پارامتر یکی از مهم‌ترین شاخص‌های کیفیت در مواد نیمه‌هادی محسوب می‌شود.

دسته‌بندی مقاومت ویژه:

1. رده مقاومت ویژه پایین (Low Resistivity):

   • محدوده: کمتر از 1 Ω.cm

   • کاربرد: قطعات الکترونیکی پرسرعت

2. رده مقاومت ویژه متوسط (Medium Resistivity):

   • محدوده: 1-10 Ω.cm

   • کاربرد: سنسورهای نیمه‌هادی

3. رده مقاومت ویژه بالا (High Resistivity):

   • محدوده: 10-50 Ω.cm

   • کاربرد: آشکارسازهای تابش

4. رده مقاومت ویژه بسیار بالا (Ultra High Resistivity):

   • محدوده: بیش از 50 Ω.cm

   • کاربرد: المان‌های اپتیکی مادون قرمز

ملاحظات اندازه‌گیری:

• اندازه‌گیری باید در دمای استاندارد 25±1°C انجام شود.

• روش اندازه‌گیری مطابق با استاندارد ASTM F84 باشد.

• نمونه باید کاملاً تمیز و عاری از آلودگی‌های سطحی باشد.

تأثیر مقاومت ویژه بر کاربردهای اپتیکی:
مقاومت ویژه بالا (بیش از 50 Ω.cm) نشان‌دهنده خلوص بالای ماده و کاهش تلفات جذب در محدوده مادون قرمز است که برای کاربردهای اپتیکی حساس ضروری می‌باشد. این پارامتر مستقیماً بر عملکرد المان‌های اپتیکی مانند عدسی‌ها و پنجره‌های مادون قرمز تأثیرگذار است.

 

●

ضریب جذب اپتیکی و ضریب شکست ژرمانیوم

ضریب جذب اپتیکی:
ژرمانیوم تک بلور باید دارای مشخصات جذب زیر باشد:

• در طول موج 3.0 میکرومتر: حداکثر ضریب جذب 0.01 سانتیمتر⁻¹

• در طول موج 10.6 میکرومتر: حداکثر ضریب جذب 0.03 سانتیمتر⁻¹

این مقادیر تضمین‌کننده عملکرد بهینه در کاربردهای اپتیکی مادون قرمز می‌باشد.

ضریب شکست:
مقادیر ضریب شکست ژرمانیوم باید مطابق جدول زیر باشد:

ملاحظات فنی:

1. مقادیر ضریب شکست در دمای 25±1°C معتبر هستند

2. تغییرات دمایی می‌تواند باعث تغییرات جزئی در مقادیر ضریب شکست شود

3. برای کاربردهای دقیق، اندازه‌گیری ضریب شکست برای هر بلور توصیه می‌شود

این مشخصات تضمین‌کننده کیفیت مورد نیاز برای کاربردهای حساس در سیستم‌های اپتیکی مادون قرمز، شامل عدسی‌ها، پنجره‌ها و المان‌های لیزر می‌باشد.

 

ویژگی‌های بلور تک‌کریستال (مونوکریستال)

معیارهای کیفی ظاهری:
در بررسی بصری بلور تحت نور طبیعی روز و با چشم غیرمسلح باید شرایط زیر برقرار باشد:

1. عدم وجود مرزدانه (Grain Boundaries):

   • هیچ گونه خطوط مرزدانه قابل مشاهده نباشد

   • سطح بلور باید کاملاً یکنواخت به نظر برسد

2. عدم وجود ناخالصی‌های ساختاری:

   • هیچ گونه خطوط موج‌دار یا شبکه‌ای شکل (Wicker-like Stripes) مشاهده نشود

   • سطح باید عاری از هرگونه الگوی غیریکنواخت باشد

اهمیت این مشخصات:
این ویژگی‌های ظاهری نشان‌دهنده کیفیت بالای رشد بلور و مناسب بودن آن برای کاربردهای اپتیکی دقیق است. یکنواختی ساختار کریستالی تأثیر مستقیمی بر روی:

• خواص نوری ماده

• یکنواختی ضریب شکست

• عملکرد المان‌های اپتیکی ساخته شده از این بلور

روش بررسی:
معاینه بصری باید تحت شرایط زیر انجام شود:

• نور طبیعی روز (بدون استفاده از نور مصنوعی)

• در زوایای مختلف مشاهده

• در محیطی با نور مناسب و بدون بازتاب‌های مزاحم

این استاندارد کیفی تضمین می‌کند که بلور تولید شده برای ساخت المان‌های اپتیکی با کارایی بالا مناسب می‌باشد.

ویژگی‌های زیربلور (Sub-crystal)

معیارهای کیفی ظاهری:
در بررسی بصری زیربلور تحت نور طبیعی روز و با چشم غیرمسلح:

1. وجود خطوط بیدی شکل (Willow Stripes):

   • خطوطی با الگوی بیدی شکل ممکن است روی سطح بلور مشاهده شوند

   • مساحت تحت تأثیر این خطوط باید کمتر از 1/6 قطر انتهایی بلور باشد

2. قابلیت پرداخت:

   • این خطوط پس از فرآیند پرداخت سطح کاملاً محو می‌شوند

   • سطح پرداخت شده باید عاری از هرگونه ناهمواری یا نقص ظاهری باشد

ملاحظات فنی:

• این ویژگی‌ها نشان‌دهنده کیفیت متوسط بلور است که پس از پرداخت برای کاربردهای نیمه‌دقیق مناسب می‌شود

• خطوط بیدی شکل معمولاً ناشی از ناپایداری‌های جزئی در فرآیند رشد بلور ایجاد می‌شوند

• محدودیت مساحت 1/6 قطر، استاندارد کیفیت قابل قبول برای این دسته از بلورهاست

کاربردهای مناسب:
زیربلورهای با این مشخصات معمولاً در کاربردهای زیر استفاده می‌شوند:

• المان‌های اپتیکی با تلرانس متوسط

• قطعات نیمه‌هادی غیرحساس

• تجهیزات آزمایشگاهی و آموزشی

توجه: این نوع بلور برای کاربردهای اپتیکی با دقت بسیار بالا توصیه نمی‌شود.

 

ویژگی‌های بلور چندکریستالی (پلی‌کریستال)

معیارهای تشخیص بصری:
در بررسی چشمی تحت نور طبیعی روز، بلور پلی‌کریستال دارای مشخصات زیر است:

1. وجود مرزهای بلوری نفوذکننده:

   • خطوط مرز بلورها به وضوح روی سطح قابل مشاهده هستند

   • این مرزها کاملاً در ساختار بلور نفوذ کرده‌اند

2. اختلاف شدید در میزان روشنایی:

   • تفاوت محسوس در درجه تاریکی و روشنی دو طرف مرزهای بلوری

   • کنتراست قابل توجه بین مناطق مجاور مرزهای بلوری

تفسیر فنی:
این ویژگی‌ها نشان‌دهنده:

• ساختار ناهمگن بلور

• جهت‌گیری‌های کریستالوگرافی متفاوت دانه‌های بلوری

• وجود تنش‌های داخلی در محل مرز دانه‌ها

ملاحظات کاربردی:

• این نوع بلور برای کاربردهای اپتیکی دقیق مناسب نیست

• معمولاً در کاربردهای صنعتی با استانداردهای پایین‌تر استفاده می‌شود

• قیمت پایین‌تر نسبت به بلورهای تک‌کریستال

نتیجه‌گیری:
وجود این مشخصات بصری تأیید می‌کند که ماده مورد بررسی از نوع پلی‌کریستال با کیفیت پایین‌تر نسبت به نمونه‌های مونوکریستال می‌باشد.

 

●

مواد اپتیکی و کاربردهای آنها

N-BK7
N-BK7 پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای تولید المان‌های اپتیکی باکیفیت است. این ماده دارای عبوردهی عالی در محدوده مرئی تا فروسرخ نزدیک (350-2000 نانومتر) بوده و در تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری و سایر کاربردهای اپتیکی به‌طور گسترده استفاده می‌شود. زمانی که مزایای اضافی سیلیکای ذوب‌شده UV (عبوردهی بسیار خوب و ضریب انبساط حرارتی پایین در محدوده UV) مورد نیاز نباشد، N-BK7 انتخاب مناسبی است.

سیلیکای ذوب‌شده UV
سیلیکای ذوب‌شده UV دارای عبوردهی بالا از محدوده UV تا فروسرخ نزدیک (185-2100 نانومتر) است. این ماده در مقایسه با H-K9L (N-BK7) یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تری دارد و برای کاربردهای لیزرهای پرتوان و سیستم‌های تصویربرداری ایده‌آل است.

فلورید کلسیم (CaF₂)
با عبوردهی بالا و ضریب شکست پایین در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرومتر، فلورید کلسیم به‌طور متداول به‌عنوان پنجره و عدسی در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. آستانه آسیب‌پذیری بالا در برابر لیزر، آن را برای کاربردهای لیزر اگزایمر مناسب می‌سازد.

فلورید باریم (BaF₂)
فلورید باریم دارای عبوردهی بالا در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرومتر بوده و در برابر تابش‌های پرانرژی مقاوم است. این ماده دارای خاصیت سینتیلاسیون عالی بوده و برای ساخت المان‌های اپتیکی فروسرخ و فرابنفش مناسب است. با این حال، مقاومت کمی در برابر رطوبت دارد و در دمای 500 درجه سانتیگراد در حضور آب تخریب می‌شود، اما در محیط خشک تا 800 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. هنگام کار با این ماده باید از دستکش استفاده کرد و پس از کار دست‌ها را به‌خوبی شست.

فلورید منیزیم (MgF₂)
این ماده برای کاربردهای محدوده 200 نانومتر تا 6 میکرومتر ایده‌آل است. فلورید منیزیم در محدوده فرابنفش عمیق و فروسرخ دور بادوام‌تر از سایر مواد است و مقاومت بالایی در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزر، شوک مکانیکی و شوک حرارتی دارد. سختی آن 415 (مقیاس نوپ) و ضریب شکست 1.38 است.

سلنید روی (ZnSe)
سلنید روی با عبوردهی بالا در محدوده 600 نانومتر تا 16 میکرومتر، در تصویربرداری حرارتی، فروسرخ و سیستم‌های پزشکی کاربرد دارد. جذب پایین آن، این ماده را برای لیزرهای CO₂ پرتوان مناسب می‌سازد. با سختی نوپ 120، ماده‌ای نرم محسوب شده و در محیط‌های خشن توصیه نمی‌شود. هنگام کار با آن باید احتیاط کرد و از دستکش یا پوشش انگشت استفاده نمود.

سیلیکون (Si)
سیلیکون برای محدوده فروسرخ نزدیک (1.2-8 میکرومتر) مناسب است. چگالی پایین آن، این ماده را برای کاربردهای حساس به وزن ایده‌آل می‌سازد. با سختی نوپ 1150، سخت‌تر از ژرمانیوم و کمتر شکننده است. به‌دلیل جذب بالا در 9 میکرومتر برای کاربردهای لیزر CO₂ مناسب نیست.

ژرمانیوم (Ge)
ژرمانیوم برای محدوده فروسرخ نزدیک (2-16 میکرومتر) و لیزرهای فروسرخ مناسب است. ضریب شکست بالا، انحنای سطحی کم و ابیراهی رنگی پایین، آن را برای سیستم‌های تصویربرداری کم‌توان ایده‌آل می‌کند. با این حال، عبوردهی آن با افزایش دما کاهش می‌یابد و استفاده از آن به دمای زیر 100°C محدود می‌شود. چگالی آن (5.33 گرم بر سانتیمتر مکعب) در طراحی سیستم‌های حساس به وزن باید مدنظر قرار گیرد.

CVD ZnS
این ماده تنها ماده اپتیکی فروسرخ – پس از الماس – است که محدوده مرئی تا فروسرخ دور (LWIR) و حتی امواج مایکروویو را پوشش می‌دهد. ZnS CVD مهم‌ترین ماده برای پنجره‌های LWIR محسوب شده و در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا، پنجره‌های “سه-اپتیکی” و پنجره‌های ترکیبی فروسرخ دو-رنگی/لیزر فروسرخ نزدیک کاربرد دارد.