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蓝宝石（单晶α-Al₂O₃）作为光学窗口材料，在红外（IR）与紫外（UV）波段应用中展现出的优势，其价值源于其的物理化学特性。
在红外光学窗口中的应用
蓝宝石在0.15-5.5 μm波段（覆盖近红外至中红外）具有优异的光学透过率（＞85%），尤其在3-5 μm大气窗口内透光性能稳定。相比传统红外材料（如氟化钙、硅），其突出的高温稳定性（熔点2053℃）使其能够耐受热环境，例如高功率激光窗口或航空发动机高温传感器保护罩。此外，蓝宝石的硬度高达莫氏9级，抗沙蚀与颗粒冲击能力远超氟化物晶体，适用于高速红外制导系统的防护窗口。其化学惰性还可抵抗酸、碱及盐雾腐蚀，在海洋环境或工业检测设备中表现尤为突出。
在紫外光学窗口中的优势
蓝宝石的紫外截止波长延伸至150 nm深紫外区域，在200-400 nm波段透过率超过80%，显著优于熔融石英（截止波长~185 nm）。这一特性使其成为紫外激光器（如266 nm准分子激光）、半导体光刻机及空间紫外探测器的理想窗口材料。同时，其抗辐射损伤阈值高达10 J/cm²（355 nm激光），可长期承受高能紫外辐照而不发生黄化或结构劣化。在航天领域，蓝宝石紫外窗口可有效抵御太空原子氧侵蚀与微流星体撞击，保障深空探测器的长期可靠性。
综合性能优势
蓝宝石的多功能性体现在其宽光谱兼容性（UV至IR）、高热导率（27 W/m·K）与低热膨胀系数（5.3×10⁻⁶/℃），能够实现多波段复合探测窗口的一体化设计。其机械强度（抗弯强度＞700 MPa）允许加工超薄结构（厚度可＜0.5 mm），减轻光学系统载荷。尽管成本较高，但在高可靠、长寿命需求的、航天及工业传感领域，蓝宝石仍是的材料。
