石英透射率及透射光谱_技术支持_赛因新材-世界领先的快速焦耳热设备和焦耳石墨烯供应商

石英是一种重要的光学材料，可用于制造大部分紫外、可见光和近红外的光学镜片（微透镜阵列、衍射光学元件DOE、螺旋相位片、透镜等）。石英基片也是最常被用来镀膜的基片类型，许多反射镜、飞秒激光镜片、滤光片都采用石英基底。在太赫兹波段，石英晶体也是一种常用材料，能用于生产太赫兹透镜、棱镜、窗镜、波片等。天然石英（石英玻璃）经合成后形成熔融石英（Fused Silica），辐射硬度更高，绝对透射性更优。

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石英透射率分类 · JGS 系列

根据不同波段的透射性能，石英分为以下三种标准等级：

JGS1 · 远紫外光学石英玻璃

185 - 2500 nm

深紫外高透，卓越的透射性能

JGS2 · 紫外光学石英玻璃

220 - 2500 nm

常规紫外波段适用

JGS3 · 红外光学石英玻璃

260 - 3500 nm

扩展至近红外/中红外

💡 注：透射光谱曲线已包含菲涅耳反射损耗 (1-R)²，图中最上方曲线表示菲涅耳反射损失。对于熔石英及天然石英，在250nm~2800nm波段范围内，透射损失主要由反射造成，几乎无吸收。

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熔融石英 (Fused Silica) 透射光谱

几款商用熔融石英在185-2600nm范围内均具有很高的透射率。根据型号差异，透射光谱略有区别：

部分型号在165nm深紫外波段仍保持＞80%的透射率；
某些型号在2800nm附近存在微弱吸收峰；
部分高端熔融石英直到3500nm还能保持＞80%的透射率。

📈 熔融石英典型透射光谱示意

(185nm~2600nm 透射率 >90% 区间，深紫外至近红外性能优异)

数据参考：贺利氏公司 · 熔融石英透射曲线（包含菲涅耳修正）

在紫外至近红外波段，熔融石英表现出极高的辐射硬度和透射稳定性，适用于高功率激光系统和深紫外光刻。其反射率在紫外波段接近＜10%，随着波长增加缓慢降低，近红外波段约为6%。

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天然石英 (天然石英玻璃) 透射光谱

天然石英仅能保证在270nm~2600nm波段具有较高的透射率，在紫外波段的透射率显著低于熔融石英。紫外截止边更长，深紫外区域透射性能较弱。

📉 天然石英透射光谱示意

(270nm~2600nm 高透，紫外波段透射率下降明显)

天然石英与熔融石英的反射率基本一致，均小于10%。靠近紫外的波段反射率接近10%，随着波长增加缓慢减少，近红外波段约6%。石英透射光谱数据均来源于贺利氏公司。

🔬 天然石英成本相对较低，适用于可见光及近红外应用；对于深紫外或高辐射环境，推荐使用合成熔融石英。

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石英晶体 · 太赫兹波段透射特性

石英晶体同样可应用于波长超过50μm的太赫兹波段。其中Z-Cut 石英晶体 (Z cut Crystal Quartz) 表现尤为突出：

在120μm 至 1000μm波段范围内，透过率＞70％。
Z切割石英晶体材质的太赫兹窗镜，在可见光范围及太赫兹波段均具有高透过率，能够通过HeNe激光器的辅助轻松调整光学系统。
使用Z切割石英窗镜不会改变光偏振状态，保证系统光路的偏振一致性。

太赫兹波段范围

120 - 1000 μm

透过率 >70%

可见光辅助对准

HeNe 激光兼容

高透且偏振保持

Z切割石英晶体因其优良的太赫兹透射性能及偏振保持能力，广泛用于太赫兹时域光谱系统、远红外成像及高精度光学测量中。

🔍 典型光学元件应用

微透镜阵列

紫外/可见光均匀照明

衍射光学元件 (DOE)

光束整形，高损伤阈值

太赫兹透镜/棱镜

Z切割石英，高透射率

反射镜/滤光片基底

熔融石英镀膜，宽光谱稳定

* 实际透射率受样品批次、表面质量及测量环境影响，以上数据基于典型商用石英玻璃测试结果。

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