硫系玻璃
——助力防疫，見所未見

紅外熱成像技術集光、機、電等尖端技術于一體，通過光電轉換、電信號處理等手段，將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像，可廣泛應用于夜用槍瞄、紅外制導等軍事領域和車載夜視、安全防護等民用領域以及星際生命探測等其他領域。2019年以來，新冠肺炎疫情在全世界蔓延，雖然我國疫情總體得到有效控制，但零星散發病例和局部暴發疫情的風險始終存在，在未來的一段時間內疫情防控仍是重要工作。基于紅外熱成像技術原理打造的紅外測溫設備可在人群密集區域對過檢人員進行多點體溫探測，快速篩查出體溫異常人員，防止交叉感染，為保護人民健康“值班站崗”。

硫系玻璃是以硫族元素為主要成分，引入Ge、As、Sb、Ga等元素中的一種或幾種形成的一種非氧化物玻璃材料，可作為紅外熱成像系統的核心透鏡材料，是紅外測溫設備的“火眼金睛”。硫系玻璃的消色差、消熱差等光學特性優異，具體表現為：(1)透明區域覆蓋1.064 μm激光，1～3 μm、3～5 μm和8～12 μm三個紅外大氣窗口；(2)折射率溫度系數較低，色散較小；(3)光學均勻性較高，便于實現光學系統的熱失焦調整和色差校正，即利用硫系玻璃制備透鏡的紅外測溫系統在低溫、高溫環境的成像質量與常溫的成像質量差距不大，成像性能穩定。

作為一種性能優異的紅外材料，硫系玻璃以其獨特的優勢，吸引著國內外材料專家、學者和相關從業人員的廣泛關注。但是由于其合成工藝的特殊性，需求牽引不足以及技術成熟度不夠，國內相關研發進展緩慢。歷經八年，中國建筑材料科學研究總院有限公司(下文簡稱中國建材總院)特種玻璃團隊在硫系玻璃原料的提純技術、熔制技術、成型技術以及表面鍍膜技術等方面進行持續深耕，取得了一系列顯著的成績。通過反應器脫羥、原料提純、除雜劑引入等技術實現了硫系玻璃原料的高質量純化，顯著降低了環境雜質和水分對紅外透過性能的影響，提高了硫系玻璃整體紅外透過率；自主研發的高精度、復雜面型硫系玻璃光學元件的成型技術，極大地推動了紅外成像光學系統向低成本、小尺寸和輕質化方向的發展；先后攻克的表面沉積紅外增透膜和防護膜工藝，使硫系玻璃在長波紅外波段的平均透過率超過97%，膜層性能穩定可靠，滿足GJB 2485—1995《光學膜層通用規范》要求。

十年磨一劍，中國建材總院硫系玻璃應用產品走出一條“光學設計—玻璃制備—精密成型—表面鍍膜—鏡頭裝調”全產業鏈的發展道路。相關研發技術獲授權發明專利14項，并先后獲得中國建材集團技術發明一等獎等多項獎勵。硫系玻璃的研制成功不僅打破了某些發達國家對我國技術產品的壟斷，還滿足了國防建設和民用領域成像探測技術的急需，有助于我國綜合國力的提升。

圖1 硫系玻璃產品及應用圖