پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار از جنس فلورید کلسیم

پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار فلورید کلسیم (CaF₂)

پنجره‌های اپتیکی از اجزای پایه‌ای در سیستم‌های نوری هستند که عمدتاً به عنوان محافظی برای سنسورها و آشکارسازهای الکترونیکی در برابر محیط خارجی به کار می‌روند. این پنجره‌ها با جداسازی فضای داخلی دستگاه از محیط خارج، از تجهیزات حساس داخلی محافظت می‌کنند، بدون آنکه تأثیری بر بزرگ‌نمایی سیستم داشته باشند.

ویژگی‌های فلورید کلسیم:
فلورید کلسیم (CaF₂) یک کریستال مکعبی بی‌رنگ با مشخصات زیر است:

• ساختار بلوری: سیستم کوبیک (مکعبی)

• حلالیت: نامحلول در آب

• وضعیت طبیعی: یکی از معدود کریستال‌های طبیعی موجود در طبیعت

• خواص اپتیکی ممتاز:

  • محدوده انتقال طیفی وسیع

  • ضریب عبور نور بالا

  • ضریب شکست پایین

  • پاشندگی نسبی بالا

توانایی‌های تولیدی:
ما قادر به تأمین پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار فلورید کلسیم با مشخصات زیر هستیم:

• ابعاد: 2 تا 300 میلی‌متر

• ضخامت: 0.12 تا 60 میلی‌متر

• دقت سطحی: تا 20-10

• انحراف موج: 1/10 طول موج در 633 نانومتر

فرآیندهای پرداخت:

1. پرداخت دیسک ژله‌ای

2. پرداخت سرعت بالا

3. پرداخت حلقوی

4. پرداخت CNC

تجهیزات کنترل کیفیت:

• اینترفرومتر ZYGO

• میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

• انحراف‌سنج‌های بازتاب و عبور

• گونیومتر 15 ثانیه‌ای

• سیستم مرکزگذاری UV ژل

• ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی

• تصویربردار دو بعدی

• قطرسنج کروی

گزینه‌های پوشش دهی:

• MgF₂

• پوشش ضد بازتاب UV (UV-AR)

• پوشش ضد بازتاب محدوده UV-VIS

• پوشش ضد بازتاب VIS-EXT

• پوشش ضد بازتاب VIS-NIR

• پوشش ضد بازتاب NIR I و NIR II

• پوشش ضد بازتاب Telecom-NIR

• پوشش ضد بازتاب SWIR

• پوشش ضد بازتاب YAG-BBAR

کاربردهای ویژه:

• سیستم‌های طیف‌سنجی پیشرفته

• محفظه‌های خلأ و محیط‌های کنترل‌شده

• تجهیزات لیزری اگزایمر

• سیستم‌های تصویربرداری مادون قرمز

این محصولات با دقت ابعادی بالا و کیفیت سطحی مناسب برای کاربردهای حساس اپتیکی تولید می‌شوند.

پنجره‌های اپتیکی و ویژگی‌های آنها

تعریف و ساختار:
پنجره‌های اپتیکی صفحاتی از جنس شیشه‌های اپتیکی هستند که پس از فرآیندهای سنگ‌زنی و پرداخت دقیق به دو سطح کاملاً موازی تبدیل می‌شوند. این قطعات به‌طور معمول به عنوان محافظ برای تجهیزات حساس زیر به کار می‌روند:

• سنسورهای الکترونیکی

• لنزهای اپتیکی

• دستگاه‌های لیزری

ویژگی اصلی:
این پنجره‌ها بدون ایجاد تغییر در بزرگ‌نمایی سیستم، تنها نقش محافظتی ایفا می‌کنند.

انواع مواد پایه قابل استفاده:

1. شیشه‌های اپتیکی:

• N-BK7: پرکاربردترین نوع با محدوده عبور 350-2000 نانومتر

• سیلیکای ذوب‌شده UV: مناسب برای محدوده فرابنفش تا فروسرخ نزدیک (185-2100 نانومتر)

• سیلیکای ذوب‌شده IR: بهینه‌شده برای محدوده فروسرخ

2. مواد کریستالی:

• فلورید کلسیم (CaF₂): محدوده کاری 180 نانومتر تا 8 میکرومتر

• فلورید منیزیم (MgF₂): محدوده 200 نانومتر تا 6 میکرومتر

• سلنید روی (ZnSe): محدوده 600 نانومتر تا 16 میکرومتر

• ژرمانیوم (Ge): مناسب برای 2-16 میکرومتر

• سیلیکون (Si): کاربرد در 1.2-8 میکرومتر

ملاحظات فنی:

• انتخاب ماده مناسب به پارامترهای زیر بستگی دارد:

  • محدوده طیفی مورد نیاز

  • شرایط محیطی عملیاتی

  • الزامات مکانیکی

  • ملاحظات اقتصادی

• هر ماده دارای مزایا و محدودیت‌های خاص خود است که باید در طراحی سیستم در نظر گرفته شود.

این پنجره‌ها در ابعاد و ضخامت‌های مختلف و با کیفیت‌های سطحی متفاوت متناسب با نیازهای خاص هر کاربرد تولید می‌شوند.

پنجره‌های اپتیکی و ملاحظات انتخاب

تعریف و ساختار:
پنجره‌های اپتیکی صفحاتی از جنس مواد اپتیکی هستند که پس از فرآیندهای سنگ‌زنی و پرداخت دقیق به دو سطح کاملاً موازی تبدیل می‌شوند. این قطعات عمدتاً به عنوان محافظ برای تجهیزات حساس زیر به کار می‌روند:

• حسگرهای الکترونیکی

• لنزهای اپتیکی

• هدهای پردازش لیزری

معیارهای انتخاب:
در انتخاب پنجره‌های اپتیکی باید دو گروه اصلی از ویژگی‌ها را مد نظر قرار داد:

1. ویژگی‌های انتقال نور:

• محدوده طیفی عبور نور

• ضریب عبور در طول‌موج‌های مورد نظر

• خواص پراکندگی نور

2. ویژگی‌های مکانیکی:

• مقاومت در برابر تنش‌های محیطی

• پایداری حرارتی

• مقاومت در برابر خراش و سایش

پارامترهای کلیدی:

1. ضریب عبور نور (Transmission)

2. کیفیت سطح (Surface quality)

3. ضخامت (Thickness)

4. درجه موازی بودن سطوح (Parallelism)

5. جنس ماده پایه (Substrate material)

6. سایر ویژگی‌های اختصاصی

نکات فنی مهم:

• انتخاب بهینه باید بر اساس نیازهای خاص هر کاربرد انجام شود

• در سیستم‌های لیزری، موازی بودن سطوح و کیفیت سطحی اهمیت ویژه‌ای دارد

• برای کاربردهای طیف‌سنجی، محدوده عبور نور پارامتر تعیین‌کننده است

• در محیط‌های صنعتی، مقاومت مکانیکی اولویت بالاتری دارد

این پارامترها به صورت کاملاً علمی و با در نظر گرفتن کاربرد نهایی سیستم انتخاب و بهینه‌سازی می‌شوند.

فلورید کلسیم (CaF₂) و ویژگی‌های اپتیکی آن

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی:
فلورید کلسیم (CaF₂) یک کریستال مکعبی بی‌رنگ با مشخصات زیر است:

• ساختار بلوری: سیستم کوبیک (مکعبی)

• حلالیت: نامحلول در آب

• وضعیت طبیعی: یکی از معدود کریستال‌های طبیعی موجود در طبیعت

خواص اپتیکی ممتاز:

1. محدوده انتقال طیفی وسیع:

   • پوشش دهی گستره‌ای وسیع از طول‌موج‌ها

2. ضریب عبور نور بالا:

   • حداقل تلفات نوری در محدوده کاری

3. ضریب شکست پایین:

   • ۱٫۴ در محدوده مرئی

   • کاهش بازتاب سطحی

4. پاشندگی نسبی بالا:

   • Δn = ۰٫۰۰۹۸ در محدوده ۴۸۶-۶۵۶ نانومتر

   • کارایی عالی در کاربردهای اصلاح رنگ

کاربردهای صنعتی:

• ساخت عناصر اپتیکی در سیستم‌های طیف‌سنجی پیشرفته

• تولید پنجره‌های اپتیکی برای دستگاه‌های دقیق اندازه‌گیری

• کاربرد در لیزرهای اگزایمر (ArF و KrF)

• استفاده در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی و مادون قرمز

مزایای رقابتی:

• مقاومت در برابر تابش‌های پرانرژی (تا ۱۰⁷ راد)

• پایداری حرارتی عالی (دمای کارکرد تا ۸۰۰°C)

• مقاومت شیمیایی برجسته در برابر اسیدها و بازها

• پایداری ابعادی در شرایط محیطی مختلف

این ترکیب منحصر به فرد از خواص اپتیکی و فیزیکی، فلورید کلسیم را به ماده‌ای استراتژیک در صنایع اپتیکی پیشرفته تبدیل کرده است.

کاربردهای کریستال فلورید کلسیم (CaF₂) در اپتیک پیشرفته

محدوده کاری گسترده:
کریستال‌های فلورید کلسیم به دلیل ضریب عبور نور بالا و آستانه تحمل بسیار بالا در برابر آسیب لیزر در ناحیه UV عمیق، کاربردهای وسیعی در محدوده طیفی زیر دارند:

• محدوده: از فرابنفش خلأ (Vacuum UV) تا مادون قرمز میانی (Mid-IR)

• انواع المان‌های اپتیکی:

  • پنجره‌های اپتیکی

  • لنزهای دقیق

  • منشورهای طیف‌سنجی

  • تقسیم‌کننده‌های پرتو

  • زیرلایه‌های اپتیکی

کاربردهای تخصصی:

1. لیزرهای اگزایمر در ناحیه فرابنفش خلأ:

   • استفاده از کریستال‌های تک‌بلور با خلوص فوق‌العاده بالا به عنوان پنجره

   • مقاومت در برابر تابش‌های پرانرژی (تا ۱۰⁷ راد)

2. لیزرهای شیمیایی و لیزرهای مونوکسید کربن:

   • استفاده از کریستال‌های تک‌بلور یا کریستال‌های فورج گرم

   • پایداری حرارتی عالی (دمای کارکرد تا ۸۰۰°C در محیط خشک)

مزایای انحصاری در ناحیه فرابنفش خلأ:

• عملکرد اپتیکی بی‌نظیر (ضریب عبور >۹۵% در ۱۹۳nm)

• مقاومت در برابر تابش‌های یونیزه‌کننده

• تحمل بالا در برابر اوزون (تا ۱۰۰ppm)

• مقاومت در برابر خوردگی توسط فلوئور

• مقرون‌به‌صرفه بودن نسبت به مواد مشابه

ویژگی‌های فنی ممتاز:

• ضریب شکست پایین (۱٫۳۹ در ۵۸۷nm)

• پراکندگی نوری بسیار کم (عدد آببه ۹۵٫۳)

• کیفیت سطحی عالی پس از پرداخت (انحراف موج < λ/۱۰)

این ترکیب منحصر به فرد از ویژگی‌ها، فلورید کلسیم را به ماده‌ای کلیدی در ساخت تجهیزات لیزری و اپتیکی پیشرفته تبدیل کرده است.

پوشش‌های اپتیکی و کاربردهای تخصصی آنها

تعریف فنی پوشش‌دهی اپتیکی:
پوشش‌دهی اپتیکی فرآیند اعمال لایه‌های نازک شفاف از مواد دی‌الکتریک یا فلزی بر روی سطح زیرلایه است که به دو روش اصلی انجام می‌شود:

1. روش‌های فیزیکی: مانند تبخیر در خلا (Physical Vapor Deposition)

2. روش‌های شیمیایی: مانند رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار (Chemical Vapor Deposition)

اهداف اصلی پوشش‌دهی:

• کنترل و تنظیم مشخصات بازتاب و عبور سطح

• دستیابی به عملکردهای تخصصی:

  • کاهش یا افزایش بازتاب سطحی (R<0.1% در طول‌موج طراحی)

  • تقسیم پرتو با نسبت‌های دقیق (Beam Splitting)

  • جداسازی طیفی انتخابی (Color Separation)

  • فیلتراسیون نوری با دقت بالا (Light Filtering)

  • ایجاد خاصیت قطبش کنترل‌شده (Polarization)

انواع پوشش‌های قابل ارائه:

1. لایه‌های ضد بازتاب (AR):

   • کاهش تلفات نوری تا 99.9%

   • انواع:

     • تک طول‌موجی (λ/4 طراحی)

     • پهن‌باند (UV تا Mid-IR)

2. لایه‌های بازتاب بالا (HR):

   • بازتاب >99.5% در طول‌موج هدف

   • پایداری حرارتی تا 500°C

3. لایه‌های طیفی:

   • فیلترهای باند باریک (FWHM<1nm)

   • جداکننده‌های طیفی دایکرویک

4. لایه‌های فلزی:

   • آینه‌های فلزی با بازتاب >95%

   • پوشش‌های رسانای شفاف (ITO)

پوشش‌های ضد بازتاب پهن‌باند:

• محدوده‌های کاری:

  • فرابنفش (200-400nm)

  • مرئی (400-700nm)

  • فروسرخ نزدیک (700-2500nm)

  • فروسرخ میانی (2.5-8μm)

مزایای فناوری:

• افزایش راندمان سیستم‌های اپتیکی تا 40%

• امکان طراحی سفارشی برای کاربردهای خاص

• مقاومت مکانیکی و شیمیایی عالی

• پایداری بلندمدت در شرایط محیطی مختلف

این پوشش‌ها با استفاده از پیشرفته‌ترین سیستم‌های لایه‌گذاری و با دقت نانومتری تولید می‌شوند.

انواع گریدهای کریستال فلورید کلسیم (CaF₂) و مشخصات فنی آنها

1. گرید VIR (مادون قرمز مرئی):

• ابعاد معمول: φ80mm×180mm، φ100mm×180mm

• حداکثر اندازه: φ400mm×60mm

• محدوده طول موج کاربردی: 400nm تا 7.6μm

• ساختار بلوری: تک بلور، نیمه بلور، چندبلور

• عبور داخلی: >99.0% (نمونه 10mm)

• دوگانگی تنش: PV 1~30nm/cm@633nm

• یکنواختی اپتیکی: PV 3-50ppm@633nm

• آزمون نور سبز: بدون ستون نور، حباب یا ذرات پراکنده

2. گرید UR (فرابنفش):

• محدوده طول موج: 200nm تا 400nm

• ساختار بلوری: تک بلور با امکان ساختار نیمه بلور

• جذب طیفی: جذب <0.2% در 306nm±5nm

• یکنواختی اپتیکی: PV 3-20ppm@633nm

3. گرید VUV (فرابنفش خلأ):

• محدوده طول موج: 130nm تا 200nm

• عبور نور:

  • 50% @ 130nm

  • 80% @ 160nm

  • 85% @ 200nm

• دوگانگی تنش: PV 1~20nm/cm@633nm

4. گرید IC Tool/ICT:

• طول موج‌های کاربردی: 157nm، 193nm، 248nm، 355nm

• عبور داخلی:

  • 99.8% @ 355nm و 248nm

  • 99.7% @193nm

  • 99.4% @157nm

• دوگانگی تنش: PV 2~10nm/cm@633nm

5. گرید IC Laser/ICL:

• مشخصات مشابه گرید IC Tool

• آستانه تحمل لیزر: ~7J/cm² @193nm

6. گرید Raman:

• محدوده طول موج: 130nm-7.6μm

• ویژگی منحصر به فرد: بلورهای غیر فلورسانس

• عدم جذب در: 205nm و 306nm

ملاحظات مشترک:

• تمامی گریدها تحت آزمون نور سبز 25-125mW قرار می‌گیرند

• عدم وجود ناخالصی‌های بصری مانند حباب یا ذرات پراکنده

• پارامترهای دوگانگی تنش و یکنواختی اپتیکی با دقت بالا کنترل می‌شوند

این گریدبندی بر اساس نیازهای خاص کاربردهای مختلف در صنایع اپتیکی پیشرفته طراحی شده است و هر گرید دارای مشخصات منحصر به فرد برای کاربردهای تخصصی می‌باشد.

آزمون عبور نور (Transmittance Test)

تجهیزات آزمایش:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

ویژگی‌های نمونه‌های آزمایشی:

• کریستال‌های فلورید کلسیم بدون پراکندگی

• قطر نمونه: حداقل ۲۰ میلی‌متر

• ضخامت نمونه: حداقل ۳ میلی‌متر

• کیفیت سطح پرداخت شده: ۸۰/۵۰

گرید مورد آزمایش:

• گرید مادون قرمز (IR Grade)

نتایج مورد انتظار:

1. در محدوده ۴۰۰ نانومتر و بالاتر:

   • ضریب عبور نور بیش از ۹۳٪

2. در محدوده ۲۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر:

   • امکان وجود پیک جذب در ۲۰۵ نانومتر

   • احتمال وجود پیک جذب در ۳۰۶ نانومتر

   • منحنی عبور نور ممکن است نوساناتی را نشان دهد

ملاحظات آزمایش:

• نمونه‌ها باید از هرگونه ناخالصی بصری (حباب، ذرات پراکنده) عاری باشند

• کیفیت سطح پرداخت شده تأثیر مستقیم بر نتایج آزمایش دارد

• شرایط محیط آزمایش باید کنترل شده باشد (دما، رطوبت)

تک بلور (Monocrystalline)

ویژگی‌های کیفی:

در بررسی چشمی با نور طبیعی روز:

• هیچ مرزدانه (Grain Boundary) قابل مشاهده نیست

• نوارهای بیدمانند (Wicker-like Stripes) روی سطح دیده نمی‌شود

مشخصات فنی:

1. ساختار بلوری کاملاً یکنواخت و همگن

2. عاری از هرگونه نقص بلوری در مقیاس ماکروسکوپی

3. نشانگر کیفیت بالای فرآیند رشد بلور

ملاحظات کنترل کیفی:

• بازرسی باید تحت نور طبیعی روز با زاویه دید مناسب انجام شود

• وجود هرگونه ناهمگنی ظاهری نشانگر نقص در فرآیند رشد کریستال است

• این استاندارد برای کاربردهای حساس اپتیکی و الکترونیکی الزامی است

کاربردهای ویژه:

• المان‌های اپتیکی با دقت بالا (عدسی‌ها، منشورها، پنجره‌های اپتیکی)

• تجهیزات لیزری پرتوان

• سیستم‌های طیف‌سنجی پیشرفته

• قطعات نیمه‌هادی با کارایی بالا

نکته فنی: این سطح از کیفیت برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد اپتیکی یکنواخت و پایدار دارند، ضروری بوده و تضمین‌کننده دقت اندازه‌گیری و عملکرد سیستم است.

نیمهبلور (Sub-crystal)

ویژگی‌های کیفی:

در بررسی چشمی با نور طبیعی روز:

• نوارهای بیدمانند (Willow Stripes) روی سطح کریستال مشاهده می‌شود

• مساحت این نوارها کمتر از ۱/۶ قطر مقطع انتهایی کریستال است

پس از پرداخت نهایی:

• نوارهای بیدمانند کاملاً محو شده و غیرقابل مشاهده می‌شوند

مشخصات فنی:

1. نشان‌دهنده ساختار نیمهبلوری با کیفیت متوسط

2. محدودیت مساحت ناهنجاری‌های سطحی (کمتر از ۱۶.۷% سطح مقطع)

3. قابلیت اصلاح ناهنجاری‌های ظاهری با پرداخت نهایی

ملاحظات کنترل کیفی:

• بازرسی بصری باید تحت نور استاندارد روز انجام شود

• اندازه‌گیری دقیق مساحت ناهنجاری‌ها الزامی است

• کیفیت پرداخت نهایی باید مطابق استانداردهای صنعتی باشد

کاربردهای مناسب:

• تجهیزات اپتیکی با دقت متوسط

• سیستم‌های غیرحساس به کیفیت سطحی بسیار بالا

• قطعاتی که در مراحل بعدی پرداخت نهایی می‌شوند

نکته فنی: این سطح از کیفیت برای کاربردهای صنعتی عمومی که نیاز به هزینه‌های تولید بهینه دارند مناسب بوده و پس از پرداخت نهایی، کیفیت سطحی مطلوبی ارائه می‌دهد.

چندبلور (Polycrystalline)

ویژگی‌های ساختاری و ظاهری:

در بررسی چشمی با نور طبیعی روز:

• خطوط مرز بلوری (Crystal Boundary Lines) به وضوح در سطح کریستال قابل مشاهده است

• اختلاف محسوسی در میزان روشنایی بین دو طرف مرزهای بلوری وجود دارد

تفسیر علمی:

1. ساختار متشکل از دانه‌های بلوری متعدد با جهت‌گیری‌های متفاوت

2. تفاوت در میزان نورانیت ناشی از اختلاف جهت‌گیری کریستالوگرافی دانه‌های مجاور

3. وجود مرزهای بلوری آشکار نشانگر ماهیت چندبلوری ماده است

ملاحظات فنی:

• مناسب برای کاربردهای صنعتی غیرحساس

• کیفیت اپتیکی پایین‌تر نسبت به نمونه‌های تک‌بلور و نیمه‌بلور

• عمدتاً در تجهیزات الکترونیکی و صنعتی با نیازمندی‌های متوسط استفاده می‌شود

کاربردهای متداول:

1. قطعات الکترونیکی صنعتی

2. تجهیزات مکانیکی با نیاز اپتیکی متوسط

3. زیرلایه‌های صنعتی

4. قطعات مقاوم در شرایط محیطی سخت

نکته کنترل کیفی:
این مشخصات ساختاری برای مواد چندبلوری استاندارد محسوب شده و در فرآیندهای کنترل کیفیت مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. کیفیت نمونه‌ها باید مطابق با استانداردهای صنعتی مربوطه باشد.

شیشه اپتیکی N-BK7

N-BK7 پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای ساخت قطعات نوری با کیفیت بالا است. این ماده دارای عبور نور عالی در محدوده طول‌موج مرئی تا فروسرخ نزدیک (2000-350 نانومتر) بوده و کاربردهای گسترده‌ای در تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری و سایر زمینه‌ها دارد. معمولاً زمانی از N-BK7 استفاده می‌شود که مزایای اضافی سیلیکای ذوب‌شده فرابنفش (شامل عبور نور بسیار خوب و ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین در باند فرابنفش) مورد نیاز نباشد.

سیلیکای ذوب‌شده فرابنفش (UV Fused Silica)

سیلیکای ذوب‌شده فرابنفش، عبور نور بالایی از محدوده فرابنفش تا فروسرخ نزدیک (2100-185 نانومتر) دارد. علاوه بر این، سیلیکای ذوب‌شده فرابنفش در مقایسه با H-K9L (N-BK7) یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی کمتری دارد که آن را برای کاربردهای لیزرهای توان بالا و تصویربرداری بسیار مناسب می‌سازد.

فلورید کلسیم (CaF₂)

به دلیل عبور نور بالا و ضریب شکست پایین در محدوده طول‌موج 8-180 نانومتر، از فلورید کلسیم معمولاً به عنوان پنجره و لنز در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. همچنین، به دلیل داشتن آستانه آسیب لیزری بالا، کاربردهای مناسبی در لیزرهای اگزایمر دارد.

فلورید باریم (BaF₂)

فلورید باریم دارای عبور نور بالا در محدوده 11-200 نانومتر است و در برابر تابش پرانرژی قوی مقاومت دارد. همچنین، خاصیت سنتیلاسیون عالی داشته و می‌توان از آن برای ساخت انواع قطعات نوری فروسرخ و فرابنفش استفاده کرد. با این حال، عیب فلورید باریم مقاومت کم آن در برابر آب است. در صورت تماس با آب، عملکرد آن در دمای 500 درجه سلسیوس به طور محسوسی کاهش می‌یابد، اما در محیط خشک تا 800 درجه سلسیوس قابل استفاده است. لازم به ذکر است که هنگام کار با ماده فلورید باریم، همیشه باید از دستکش استفاده کرد و پس از کار، دست‌ها را به طور کامل شست.

فلورید منیزیم (MgF₂)

فلورید منیزیم برای کاربردهای محدوده طول‌موج 6-200 نانومتر ایده‌آل است. در مقایسه با سایر مواد، این ماده به‌ویژه در محدوده طول‌موج فرابنفش عمیق و فروسرخ دور بادوام است. فلورید منیزیم ماده‌ای مقاوم در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزری، شوک مکانیکی و شوک حرارتی محسوب می‌شود. این ماده از بلور فلورید کلسیم سخت‌تر، اما در مقایسه با سیلیکای ذوب‌شده نسبتاً نرم است و دارای هیدرولیز جزئی می‌باشد. سختی نوپ آن 415 و ضریب شکست آن 1.38 است.

سلنید روی (ZnSe)

سلنید روی عبور نور بالایی در محدوده 16-600 نانومتر دارد و معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، تصویربرداری فروسرخ و سیستم‌های پزشکی استفاده می‌شود. همچنین، به دلیل جذب کم، به‌ویژه برای استفاده در لیزرهای CO₂ توان بالا مناسب است. باید توجه داشت که سلنید روی ماده‌ای نسبتاً نرم (سختی نوپ 120) است و به راحتی خش برمی‌دارد؛ بنابراین استفاده از آن در محیط‌های خشن توصیه نمی‌شود. هنگام حمل و تمیز کردن باید نهایت دقت را به کار برد و با فشار یکنواخت آن را نگه داشت یا پاک کرد. بهتر است برای جلوگیری از لکه‌دار شدن از دستکش یا سرانگشتان پلاستیکی استفاده شود. نباید از انبرک یا سایر ابزار برای نگهداری آن استفاده کرد.

سیلیکون (Si)

سیلیکون برای استفاده در باند فروسرخ نزدیک (NIR) از 8-1.2 میکرون مناسب است. به دلیل چگالی پایین، به‌ویژه در کاربردهایی که حساسیت به وزن وجود دارد، مناسب است (به‌طور خاص در محدوده 5-3 میکرون). سختی نوپ سیلیکون 1150 است که از ژرمانیم سخت‌تر و در عین حال کمتر شکننده است. به دلیل داشتن باند جذب قوی در 9 میکرون، برای کاربردهای انتقالی در لیزرهای CO₂ مناسب نیست.

ژرمانیم (Ge)

ژرمانیم برای استفاده در باند فروسرخ نزدیک 16-2 میکرون مناسب است و برای لیزرهای فروسرخ بسیار مناسب می‌باشد. به دلیل ضریب شکست بالا، انحنای سطح کم و ابیراهی رنگی پایین، معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری توان پایین نیاز به تصحیح ندارد. با این حال، ژرمانیم به شدت تحت تأثیر دما قرار می‌گیرد و با افزایش دما، عبور نور آن کاهش می‌یابد؛ بنابراین فقط می‌تواند در دماهای زیر 100 درجه سلسیوس به کار رود. چگالی ژرمانیم (5.33 گرم بر سانتیمتر مکعب) در طراحی سیستم‌هایی با محدودیت وزن دقیق باید در نظر گرفته شود. لنزهای ژرمانیم با ویژگی پرداخت سطحی توسط دستگاه تراش الماسه شناخته می‌شوند که آن‌ها را برای انواع کاربردهای فروسرخ، از جمله سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، جداکننده‌های پرتو فروسرخ، دوربیندی و زمینه فروسرخ پیش‌نگر (FLIR) مناسب می‌سازد.

روی سولفید CVD (CVD ZnS)

CVD ZnS تنها ماده اپتیکی فروسرخ – پس از الماس – است که محدوده طول‌موجی را از مرئی تا فروسرخ موج بلند (LWIR) و حتی طول‌موج‌های مایکروویو را پوشش می‌دهد و در حال حاضر مهم‌ترین ماده پنجره‌ای برای LWIR محسوب می‌شود. از آن می‌توان به عنوان پنجره و لنز برای سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا و همچنین برای کاربردهای پیشرفته نظامی مانند پنجره‌های “چند-اپتیکی” (Tri-optical) و پنجره‌های کامپوزیتی لیزر فروسرخ نزدیک/فروسرخ دو-رنگ استفاده نمود.