1800年，英國天文學家Herschel首先發現紅外輻射。在此後200多年裡，人們進行了紅外物理、紅外光學材料、紅外光學系統、紅外探測器件、紅外光譜學及相關應用的探索與研究，其中以軍事目的為背景的研究無疑是首當其衝。例如，20世紀50年代中期，紅外點源製導型空-空導彈誕生，這就是著名的美國“響尾蛇”導彈；60年代研製出機載紅外掃描儀、紅外前視裝備及早期的空間紅外儀器；70年代湧現出通用組件式紅外熱像儀、星載紅外預警系統和更多空間紅外儀器；80年代發展以焦平面器件為基礎的紅外軍事裝備和空間紅外偵察、預警技術。日前，紅外技術不僅在已成功運用的領域充分發揮優勢，還將更有效地應用於迅速發展的光電對抗、光通訊以及定向能武器方面。在未來新的作戰形式和特點下，各種戰鬥機、導彈都日趨高速化，以提高其攻擊性和突防能力。第四代戰鬥機可超音速巡航，新一代空-空格鬥彈、巡航導彈速度將達到3~5Ma。同時，在嚴重的電子乾擾條件下、為了提高導彈的靈敏度和抗干擾能力，制導方式逐漸向多種制導模式複合化(電視、紅外成像、雷達等)發展。因此，為了實現未來戰鬥機、導彈的高速化，多模複合制導，其紅外探測器用透紅外窗口材料性能應滿足以下的基本要求。
1)機械強度高：透紅外窗口材料應具有足夠的強度，以承受高速運動時的速壓荷載；
2)熱穩定性好：透紅外窗口材料應能經受氣動加熱和高度變化引起的溫度衝擊，透射比和折射率不應隨著溫度的變化而發生顯著的變化；
3)化學穩定性好：透紅外窗口材料暴露在空氣中，應能夠防止大氣中的鹽溶液或腐蝕氣體的腐蝕，且不易潮解；
4)高光學透射率，必須能有效地傳輸紫外到中紅外波段的輻射；
5)良好光學特性，光學散射小和折射率的均勻性好；
6)能滿足大尺寸的窗口要求。
現今雖已有近百種透某些波段紅外輻射的光學材料，但是能既具有光學性質又能承受惡劣環境的透紅外窗口材料卻為數甚少。常用的透紅外窗口有硫化鋅(ZnS)、硒化鋅
(ZnSe)、砷化鎵(GeAs)、藍寶石(Sapphire)、尖晶石(Spinel)、氧化鋁氮化鋁(ALON)、氧化釔
(Yttria)、氧化鎂(MgO)、金剛石、氟化鎂(MgF2)等。硫化鋅、硒化鋅、砷化鎵在8-12µm
波段內有良好的透過性能，但高溫下會發生化學分解而喪失使用性能。金剛石具有優良的機械強度、光學參數和熱導率，但是在650℃時也不再適用，因會引起氧化和石墨化。許多氧化物也不能使用，因為劇烈的熱衝擊和壓力會引起材料中氧化物原子的多光子吸收。可以用來製造高超速導彈整流罩的材料僅有氧化釔、尖晶石、氧化鋁氮化鋁及藍寶石等。 藍寶石
單晶作為一種優良透波材料，在紫外、可見光、紅外波段、微波都具有良好的透波率，可以滿足多模式複合製導（電視、紅外成像、雷達等）的要求；同時藍寶石單晶具有優良的機械性能、化學穩定性，耐高溫性能好，強度高、硬度大，可以同時滿足超高音速導彈對透波材料的苛刻要求。在材料的製備工藝方面藍寶石可以生長單晶，然後加工成型，成品性能與單晶性能相同，而其它材料主要利用粉末熱壓鑄燒結成型，其在性能上比原來的要稍低。因此，藍寶石單晶已成為先進國家高速戰鬥機、導彈等中波透紅外窗口材料的極佳選擇。美國、英國、俄羅斯、以色列等軍事強國都在極力開展大尺寸的藍寶石紅外窗口研究，而且已經實
現￠300-500mm藍寶石晶體或￠120mm以上半球狀藍寶石整流罩的製備能力，應用於美國響尾蛇系列Aim-9X空空導彈、南非A-Darter空空導彈、以色列Python-4空空導彈、英國Asraam先進近距離空空導彈等。藍寶石窗口作為一個性能優良的寬波段光學材料在軍用光電設備上的應用，其時間並不很長。在60年代，美國軍事部門已經對此雖有所研究，但藍寶石窗口真正獲得較大範圍的應用和發展是在80年代，這與計算機控制的光學加工機床的發展是密切相關的。日前，在一些報導中我們可看到一些非常明確的應用。例如2001年，美國軍方向Exotic光電分公司訂購了88件藍寶石窗口，裝備F-16戰鬥機的機載前視紅外目標導航吊艙。 2000年英國泰利斯光電子簽訂了3300萬美元的光電桅杆合同，生產6根CM010
光電桅杆。 CM010光電桅杆的觀察窗口全部採用藍寶石晶體。美國新一代戰鬥機
F-35聯合攻擊戰鬥機光電跟踪系統（Electro-Optical Targeting System，EOTS）窗口由7塊表面鍍膜的藍寶石晶片組成，可提供360度全向視野。圖6所示F-16、F-35戰鬥機及其光電跟踪系統藍寶石窗口。
 
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