フィルターや光学レンズによく使われる光学材料は何ですか?

2026,02,01

本稿では、光学フィルタやレンズの設計・製造における技術的な参考となるよう、主に一般的な光学材料とその応用分野、光学材料の透過範囲について紹介します。

H-K9L

K9 ガラス (BK7 ガラスと同等) は、最も一般的に使用される無色の光学ガラスで、硬度が高く、耐傷性に優れていますが、熱膨張係数が大きいです。温度に敏感な用途には推奨されませんが、フィルター、平面ミラー、光学レンズ、プリズムなどの可視および近赤外の光学デバイスに広く使用されています。

K9 ガラスの透過率範囲: 330nm ～ 2100nm。

溶融石英シリーズ

溶融石英はその優れた熱安定性により、高温が要求される環境で一般的に使用されます。一般的に使用される溶融石英材料のグレードは、JGS1、JGS2、JCS3 です。

JGS1は紫外・可視・近赤外域でよく使用されており、気泡や不純物を含まない材質です。

JGS1の透過率範囲：170nm～2100nm。

JGS2はミラー基板によく使われる材質で、小さな気泡が多く含まれています。

JGS2の透過率範囲：260nm～2100nm。

JGS3は赤外線の透過率は良好ですが、気泡が多く含まれているため、普及には限界があります。

JGS3の透過率範囲：185nm～3500nm。

水晶

水晶は、優れた圧電特性、低い熱膨張係数、優れた機械的および光学的特性により、精密エレクトロニクス、精密光学、レーザー技術などの産業で広く使用されています。水晶は応力複屈折が低く、屈折率の均一性が高いです。

水晶の透過範囲は 200nm ～ 2500nm です。

フッ化マグネシウム（MgF2）

フッ化マグネシウム結晶は、主に光学プリズム、光学レンズ、光学フィルターなどの各種光学部品に使用される理想的な光学材料です。フッ化マグネシウム結晶は、機械的衝撃、熱衝撃、放射線に対する耐性が非常に優れています。光の透過範囲は非常に広く、120nmの深紫外線から7000nmの遠赤外線までカバーします。フッ化マグネシウムは、光学、光学機器、光ファイバー通信、レーザー技術、集積光学、冷光源、フォトクロミック色素、自動車、通信機器、玩具、手工芸品などのハイテク分野で広く使用されています。

フッ化マグネシウムの透過率範囲：120nm～7000nm

フッ化カルシウム（CaF2）

フッ化カルシウムは、紫外線から中赤外線までの透過率に優れています。フッ化カルシウム (CaF2) は、準分子レーザーの光学デバイスとして一般的に使用されており、波長 1.064 μ m での屈折率 1.428 と、高い機械的安定性および環境安定性を備えています。フッ化カルシウムは、低い損傷閾値、低い蛍光、および高い均一性を必要とする用途に非常に適しており、赤外線ウィンドウ、プリズム、および光学レンズに広く使用されています。

フッ化カルシウム透過率範囲：170nm～7800nm

セレン化亜鉛 (ZnSe)

セレン化亜鉛は、広い透過範囲を備えた非常に優れた赤外線材料です。優れた結像特性と熱衝撃特性により、炭酸ガスレーザーや光学フィルターウィンドウのレンズとしてよく使用されます。セレン化亜鉛は、レーザー、医学、天文学、赤外線暗視などの分野で広く使用されています。

セレン化亜鉛の透過率範囲：500nm～19000nm

宝石 (Al2O3)

宝石 (サファイアとも呼ばれます) はコランダムの一種であり、非常に高い硬度を持つ素材です。優れた機械的性能と非常に広い光透過範囲を備えており、光学部品の表面傷を多く必要とする分野でよく使用されます。これは、透明窓、フェアリング、光電子窓、保護板、ジャイロスコープ、耐摩耗性ベアリング、その他のコンポーネントなど、赤外線軍事機器、衛星宇宙技術、民間航空宇宙用の高強度レーザー窓材料、軍事産業などに広く使用されています。電気光学ポッド、電気光学トラッカー、赤外線監視システム、潜水艦電気光学マストなどの軍用光電子機器。

宝石 (Al2O3) 透過率範囲: 180nm ～ 4500nm

シリコン（Si）

シリコンは中赤外線帯域で一般的に使用される光学材料であり、軍事機器、セキュリティ監視、その他の分野で広く使用されています。透過帯域は3～5ミクロンの良好な透過率を持ち、航空宇宙、電子・電気、建設、輸送、エネルギー、化学、繊維、食品、軽工業、医療、農業などの業界で広く使用されています。

シリコン（Si）の透過率範囲：1200nm～7000nm

ゲルマニウム (Ge)

ゲルマニウムは、非常に高い光屈折率を備え、一般的に使用される遠赤外線光学材料です。これは赤外線イメージングや赤外線温度検出によく使用され、特に 2020 年初頭のパンデミックでは、赤外線イメージングや赤外線温度検出装置の開発が大きく刺激されました。ゲルマニウム (Ge) 光学フィルターの応用もさらに広く普及しています。

ゲルマニウム (Ge) 透過率範囲: 2000nm ～ 1400nm

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