锗（Ge）单晶是一种化学惰性材料，它的透射光谱范围为2-14μm，是一种常用的红外光学材料。具有硬度高、导热性好、不溶于水等特点。锗单晶的机械性能和导热性能好，广泛应用于窗口及光学元件热成像系统。红外热成像仪和红外测温仪窗口上用锗玻璃，主要考虑8-14um这一波段不镀膜情况下锗玻璃的透过率只有40-50%，而镀了增透膜之后的透过率可以达到90%。而且多数客户在锗玻璃还会要求镀DLC类金刚石碳膜用来加强锗玻璃的硬度，起到一定的防爆效果。锗在10.6μm的吸收很小，用锗单晶加工的窗口是CO2激光的首选，也能用来制作各种滤波器的基板。当压力高于120KPa时，锗单晶会形成另一种同素异形体，因此锗单晶工作压力不能超过120KPa（0.12MPa）。锗是由比利时、美国、中国和俄罗斯的少数制造商使用Cz法生长的。锗的折射率随温度迅速变化，在略高于350°K的所有波长下，由于带隙中充满热电子，材料变得不透明。
应用:锗是一种高折射率材料，用于制造光谱学的衰减全反射(ATR)棱镜。它的折射率使得锗在不需要涂层的情况下，可以成为一个有效的50%的天然分束器。锗也被广泛用作生产光学滤光片的衬底。锗覆盖了整个8-14μm热波段，用于热成像透镜系统。锗可以使用金刚石AR膜层产生一个极其坚韧的光学前组件。
锗单晶在红外中的应用主要体现在制造红外光学镜头以及保护红外光学镜头的红外光学窗口上。
详细来说，锗单晶因其对红外辐射的良好透过性，成为制造红外光学镜头的首选材料。据统计，60%以上的中低端红外光学镜头和50%的高端红外光学镜头都由锗单晶制造。这些红外光学镜头广泛应用于军事侦察、目标识别、安防监控、夜间辅助驾驶等多个领域。例如，在军事上，机载红外镜头、舰载红外镜头、路基红外镜头、车载红外镜头等都大量使用了锗单晶。
此外，锗单晶还用于制造保护红外光学镜头的红外光学窗口。这些窗口能够确保红外光学设备在恶劣环境下也能正常工作，如夜间或低光照条件。锗单晶的高光学折射率和较小的色散，以及对红外辐射的较好吸收和传导能力，使其在红外光学仪器制造中成为不可或缺的材料。
总的来说，锗单晶在红外中的应用不仅限于红外光学镜头的制造，还包括保护这些镜头的红外光学窗口，其在军事、安防、民用等多个领域都发挥着重要作用。
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