近日，我室博士研究生管永年（第一作者），刘自军研究员（通讯作者）在Optics Express期刊上发表了题为“Gradient refractive index chalcogenide lens for lightweight infrared dual-band imaging systems”的论文(2025, 233(23): 48531-48540. IF=4.186.)。

       传统的红外双波段成像系统通常需要采用多个由不同材料制成的匀质透镜组合，以校正不同波段间的色差。这不仅导致系统结构复杂、体积庞大、重量惊人，也提高了制造成本和装配难度，限制了其在便携式或机载平台上的应用。针对这一瓶颈，研究团队将目光投向梯度折射率（GRIN）光学元件。硫系玻璃因其宽广的红外透过范围以及可通过组分灵活调节折射率等特性，被视为实现红外GRIN透镜的理想材料。

       该项研究展示了一种高性能红外GRIN硫系玻璃从材料选择、制备表征到设计的完整技术链利用玻璃中Se-Se键与Ge-Se键数量的变化，结合拉曼光谱建立了拉曼峰强比与材料折射率之间的定量关系（如图1所示）。与传统匀质透镜的成像系统相比，使用GRIN透镜的成像系统长度减少了21.4%，总重量大幅降低（如图2所示）。这为新一代轻量紧凑型红外成像系统，特别是在无人机、便携式侦察设备、自动驾驶及安防监控等领域的应用，开辟了新的技术路径。

图1 Ge15Se85-xTex硫系玻璃拉曼光谱。

图2  (a) 传统均质透镜光学系统设计； (b) 含GRIN透镜的光学系统设计。