硫系玻璃——助力防疫，见所未见

红外热成像技术集光、机、电等尖端技术于一体，通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像，可广泛应用于夜用枪瞄、红外制导等军事领域和车载夜视、安全防护等民用领域以及星际生命探测等其他领域。2019年以来，新冠肺炎疫情在全世界蔓延，虽然我国疫情总体得到有效控制，但零星散发病例和局部暴发疫情的风险始终存在，在未来的一段时间内疫情防控仍是重要工作。基于红外热成像技术原理打造的红外测温设备可在人群密集区域对过检人员进行多点体温探测，快速筛查出体温异常人员，防止交叉感染，为保护人民健康“值班站岗”。

硫系玻璃是以硫族元素为主要成分，引入Ge、As、Sb、Ga等元素中的一种或几种形成的一种非氧化物玻璃材料，可作为红外热成像系统的核心透镜材料，是红外测温设备的“火眼金睛”。硫系玻璃的消色差、消热差等光学特性优异，具体表现为：(1)透明区域覆盖1.064 μm激光，1～3 μm、3～5 μm和8～12 μm三个红外大气窗口；(2)折射率温度系数较低，色散较小；(3)光学均匀性较高，便于实现光学系统的热失焦调整和色差校正，即利用硫系玻璃制备透镜的红外测温系统在低温、高温环境的成像质量与常温的成像质量差距不大，成像性能稳定。

作为一种性能优异的红外材料，硫系玻璃以其独特的优势，吸引着国内外材料专家、学者和相关从业人员的广泛关注。但是由于其合成工艺的特殊性，需求牵引不足以及技术成熟度不够，国内相关研发进展缓慢。历经八年，中国建筑材料科学研究总院有限公司(下文简称中国建材总院)特种玻璃团队在硫系玻璃原料的提纯技术、熔制技术、成型技术以及表面镀膜技术等方面进行持续深耕，取得了一系列显著的成绩。通过反应器脱羟、原料提纯、除杂剂引入等技术实现了硫系玻璃原料的高质量纯化，显著降低了环境杂质和水分对红外透过性能的影响，提高了硫系玻璃整体红外透过率；自主研发的高精度、复杂面型硫系玻璃光学元件的成型技术，极大地推动了红外成像光学系统向低成本、小尺寸和轻质化方向的发展；先后攻克的表面沉积红外增透膜和防护膜工艺，使硫系玻璃在长波红外波段的平均透过率超过97%，膜层性能稳定可靠，满足GJB 2485—1995《光学膜层通用规范》要求。

十年磨一剑，中国建材总院硫系玻璃应用产品走出一条“光学设计—玻璃制备—精密成型—表面镀膜—镜头装调”全产业链的发展道路。相关研发技术获授权发明专利14项，并先后获得中国建材集团技术发明一等奖等多项奖励。硫系玻璃的研制成功不仅打破了某些发达国家对我国技术产品的垄断，还满足了国防建设和民用领域成像探测技术的急需，有助于我国综合国力的提升。

图1 硫系玻璃产品及应用图