يتمتع معدن الجرمانيوم بخصائص بصرية وفيزيائية ممتازة للأشعة تحت الحمراء. إنها مادة مثالية للنافذة والعدسة والأسطوانة لكاميرات التصوير الحراري. ويستخدم على نطاق واسع في كاميرات الرؤية الليلية والتصوير الحراري للاستطلاع والتحذير. لديها مزايا كبيرة في مجال بصريات الأشعة تحت الحمراء. موقف لا يمكن الاستغناء عنه. في الوقت الحاضر، أصبحت صناعة البصريات بالأشعة تحت الحمراء أكبر سوق لتطبيقات الجرمانيوم، وهو ما يمثل حوالي 42٪ من إجمالي استهلاك الجرمانيوم.
الجرمانيوم معدن نادر ومتناثر مع توزيع فضفاض. في الوقت الحاضر، تعد احتياطيات الصين وإنتاجها من معدن الجرمانيوم من بين الأعلى في العالم. باعتبارها أكبر منتج للجرمانيوم المعدني، دفعت المواد الخام الكافية تطوير صناعة الجرمانيوم في الصين في مجال بصريات الأشعة تحت الحمراء. ومع ذلك، في الوقت الحاضر، لا تزال صناعة الجرمانيوم في مرحلة توريد المواد الأولية. ومع تعديل السياسات الوطنية، ستحقق أبحاث وتطوير وتطبيق الجرمانيوم في بلدي قفزات كبيرة. سوف يتعمق التعاون الفني المتعمق بين شركات الجرمانيوم، كما ستتطور وتنمو صناعة الجرمانيوم وصناعة البصريات بالأشعة تحت الحمراء.
الخصائص البصرية للأشعة تحت الحمراء لمواد الجرمانيوم
مع التطور السريع لتكنولوجيا الليزر والأشعة تحت الحمراء، جذبت الخصائص الممتازة للمواد شبه الموصلة التي يمثلها الجرمانيوم في بصريات الأشعة تحت الحمراء اهتمامًا متزايدًا.
يجب أن تتمتع المواد الضوئية العاملة بالأشعة تحت الحمراء بالخصائص التالية:
(1) نطاق نقل واسع بالأشعة تحت الحمراء؛
(2) نفاذية عالية للأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية المختلفة؛
(3) معامل انكسار مثالي وتشتت منخفض للأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية المختلفة؛
(4) تتمتع المادة بخصائص ميكانيكية وحرارية جيدة وقدرة على التكيف مع البيئة؛
(5) سهولة المعالجة في مختلف الأشكال والأحجام الكبيرة؛
(6) انخفاض تكلفة التصنيع.
في الوقت الحاضر، تشمل المواد الضوئية الرئيسية بالأشعة تحت الحمراء مواد أشباه الموصلات الجرمانيوم والسيليكون، بالإضافة إلى أشباه الموصلات المركبة III-IV GaAs (زرنيخيد الغاليوم)، GaP (فوسفيد الغاليوم) وأشباه الموصلات المركبة III3 ZnS (كبريتيد الزنك)، ZnSe (زنك السيلينيوم)، إلخ.
في أنظمة الكشف بالأشعة تحت الحمراء مثل كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، يستخدم الجرمانيوم على نطاق واسع كالنوافذ والعدسات والمنشورات والمرشحات. يتمتع الجرمانيوم بأعلى معامل انكسار ويسهل معالجته وتحويله إلى عدسات. لديها نفاذية جيدة في النطاق 8-14 ميكرومتر (تصل إلى أكثر من 95% بعد الطلاء)؛ الجرمانيوم مقاوم للتآكل، وليس من السهل تمييعه، وله خصائص ميكانيكية جيدة. في أنظمة الكشف بالأشعة تحت الحمراء، يعتبر الجرمانيوم مادة لا يمكن الاستغناء عنها.
تطبيق مواد الجرمانيوم في مجال بصريات الأشعة تحت الحمراء
في بصريات الأشعة تحت الحمراء، يستخدم الجرمانيوم بشكل أساسي لصنع عدسات بصرية بالأشعة تحت الحمراء في أنظمة الكشف بالأشعة تحت الحمراء ونوافذ بصرية بالأشعة تحت الحمراء لحماية العدسات البصرية بالأشعة تحت الحمراء. أكثر من 60% من العدسات في العدسات البصرية ذات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة إلى المنخفضة مصنوعة من مواد بلورية أحادية الجرمانيوم تعمل بالأشعة تحت الحمراء. في الأنظمة البصرية بالأشعة تحت الحمراء المتطورة، نصف العدسات البصرية عبارة عن بلورات أحادية من الجرمانيوم.
تستخدم عدسات الأشعة تحت الحمراء بشكل رئيسي في التطبيقات العسكرية والمدنية. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية لعدسات الأشعة تحت الحمراء العسكرية عدسات الأشعة تحت الحمراء المحمولة جوًا، وعدسات الأشعة تحت الحمراء المحمولة على متن السفن، وعدسات الأشعة تحت الحمراء الأرضية، وعدسات الأشعة تحت الحمراء المثبتة على المركبات، وعدسات رؤية بندقية الأشعة تحت الحمراء، وعدسات الأشعة تحت الحمراء للخوذة، وعدسات الأشعة تحت الحمراء المحمولة، وما إلى ذلك. مجالات التطبيق الرئيسية تشمل عدسات الأشعة تحت الحمراء المدنية الأمن والمركبات المدنية والسفن المدنية والطائرات المدنية والشرطة وما إلى ذلك.
اذهب إلى الأعلى
Gen 2+/3 الرؤية الليلية
التصوير الحراري غير المبرد
التصوير الحراري المبرد
جهاز تحديد المدى بالليزر