论
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做光学系统,镜片基底选什么玻璃,很多人第一反应是"BK7,便宜"。但波长一跑到紫外或者中红外,BK7 直接"瞎"了。这篇把最常用的三种光学玻璃讲清楚:各自的透过窗口、优缺点和选型顺序。
N-BK7:可见光的默认选项
硼冕玻璃,透过范围约 350nm~2μm,覆盖整个可见光到近红外。优点是便宜、好加工、化学稳定性好,镀膜工艺也最成熟。缺点是紫外端截止较早(350nm 以下急剧下降),热膨胀系数相对较大。结论:工作波段在可见光、功率不高、预算敏感,BK7 是第一选择,也是样机阶段的默认答案。
熔融石英:紫外和高功率的担当
合成石英玻璃,透过范围约 180nm~2.5μm,紫外端比 BK7 深得多。热稳定性好、激光损伤阈值高,是紫外光刻、高功率激光系统的常用基底。代价是价格贵、加工难度大(硬度高、磨抛慢)。注意熔融石英在 2.5μm 之后吸收急剧上升,中红外就别指望它了。
氟化钙 CaF2:深紫外到中红外的跨界选手
透过范围约 130nm~8μm,从真空紫外一直覆盖到中红外,是准分子激光、红外热成像系统的常客。色散低,也是不错的选择。但缺点同样鲜明:质地脆、易解理,热膨胀系数大、导热差,温度冲击下容易炸裂;还微溶于水,潮湿环境长期使用要做防护。所以 CaF2 是"波段逼你用它你才用它",能用前两种解决的绝不碰它。
选型顺序
先看波段:波段直接决定用谁,这是硬门槛。然后看功率和热:高功率激光优先熔融石英,温度变化大的环境避开 CaF2。最后看成本和加工:BK7 永远是性价比之王。记住这个顺序,镜片选型基本不会翻车。
N-BK7:可见光的默认选项
硼冕玻璃,透过范围约 350nm~2μm,覆盖整个可见光到近红外。优点是便宜、好加工、化学稳定性好,镀膜工艺也最成熟。缺点是紫外端截止较早(350nm 以下急剧下降),热膨胀系数相对较大。结论:工作波段在可见光、功率不高、预算敏感,BK7 是第一选择,也是样机阶段的默认答案。
熔融石英:紫外和高功率的担当
合成石英玻璃,透过范围约 180nm~2.5μm,紫外端比 BK7 深得多。热稳定性好、激光损伤阈值高,是紫外光刻、高功率激光系统的常用基底。代价是价格贵、加工难度大(硬度高、磨抛慢)。注意熔融石英在 2.5μm 之后吸收急剧上升,中红外就别指望它了。
氟化钙 CaF2:深紫外到中红外的跨界选手
透过范围约 130nm~8μm,从真空紫外一直覆盖到中红外,是准分子激光、红外热成像系统的常客。色散低,也是不错的选择。但缺点同样鲜明:质地脆、易解理,热膨胀系数大、导热差,温度冲击下容易炸裂;还微溶于水,潮湿环境长期使用要做防护。所以 CaF2 是"波段逼你用它你才用它",能用前两种解决的绝不碰它。
选型顺序
先看波段:波段直接决定用谁,这是硬门槛。然后看功率和热:高功率激光优先熔融石英,温度变化大的环境避开 CaF2。最后看成本和加工:BK7 永远是性价比之王。记住这个顺序,镜片选型基本不会翻车。

