蓝宝石具有优良的光学特性、物理特性、机械特性、化学特性,是广泛应用于军用光电设备的重要材料。蓝宝石在紫外、可见、红外波段范围内具有高的透过率,在3—5μm 透过率高达85%;蓝宝石的强度很高,采用蓝宝石材料制造的窗口可以做得比其他材料更薄;蓝宝石表面特别硬,其硬度仅次于金刚石,同时蓝宝石熔点为2,050℃,其化学性质非常稳定,不易溶于大多数酸溶液,可以满足军用光电设备在高温、强磨损等恶劣工作环境下稳定工作的要求。以上良好的综合特性使蓝宝石晶体成为军用及民用光电设备多光谱观察窗口的理想材料。蓝宝石光学窗口如下图所示:
蓝宝石光学窗口在军用领域的应用十分广泛,是陆海空三军的高端军用光电设备的核心部件。军用光电设备上使用的蓝宝石光学窗口是光学质量极高的蓝宝石,尤其是军用光电设备多传感器共用窗口对蓝宝石晶体的质量、尺寸要求很高,例如可见光和中波红外的机载观察窗口,其要求直径在450mm 左右。蓝宝石光学窗口在军用光电设备上的应用如下表所示:
近年来,蓝宝石光学窗口在机载光电设备,特别是超音速导弹的应用快速发展。第四代红外空空导弹均采用成像导引技术,导引头的迎头作用距离提高到10km 以上,位标器的工作范围提高到±90°或更高的水平,飞行速度不低于3马赫(即3 倍音速)。为满足全天候、全方位作战和高马赫数飞行的要求,第四代空空导弹对窗口材料要求极高,大多选用硬度仅次于金刚石的蓝宝石作为窗口。
此外,在工业方面,蓝宝石窗口应用于各种精密仪器仪表、钟表和其他精密机械,在光学和激光系统中有广泛的应用,涵盖航空航天、医学应用、分析仪器制造、通讯、光学应用等行业。