1800年，英国天文学家Herschel首先发现红外辐射。在此后200多年里，人们进行了红外物理、红外光学材料、红外光学系统、红外探测器件、红外光谱学及相关应用的探索与研究，其中以军事目的为背景的研究无疑是首当其冲。例如，20世纪50年代中期，红外点源制导型空-空导弹诞生，这就是著名的美国“响尾蛇”导弹；60年代研制出机载红外扫描仪、红外前视装备及早期的空间红外仪器；70年代涌现出通用组件式红外热像仪、星载红外预警系统和更多空间红外仪器；80年代发展以焦平面器件为基础的红外军事装备和空间红外侦察、预警技术。日前，红外技术不仅在已成功运用的领域充分发挥优势，还将更有效地应用于迅速发展的光电对抗、光通讯以及定向能武器方面。在未来新的作战形式和特点下，各种战斗机、导弹都日趋高速化，以提高其攻击性和突防能力。第四代战斗机可超音速巡航，新一代空-空格斗弹、巡航导弹速度将达到3~5Ma。同时，在严重的电子干扰条件下、为了提高导弹的灵敏度和抗干扰能力，制导方式逐渐向多种制导模式复合化(电视、红外成像、雷达等)发展。因此，为了实现未来战斗机、导弹的高速化，多模复合制导，其红外探测器用透红外窗口材料性能应满足以下的基本要求。
1)机械强度高：透红外窗口材料应具有足够的强度，以承受高速运动时的速压荷载；
2)热稳定性好：透红外窗口材料应能经受气动加热和高度变化引起的温度冲击，透射比和折射率不应随着温度的变化而发生显著的变化；
3)化学稳定性好：透红外窗口材料暴露在空气中，应能够防止大气中的盐溶液或腐蚀气体的腐蚀，且不易潮解；
4)高光学透射率，必须能有效地传输紫外到中红外波段的辐射；
5)良好光学特性，光学散射小和折射率的均匀性好；
6)能满足大尺寸的窗口要求。
现今虽已有近百种透某些波段红外辐射的光学材料，但是能既具有光学性质又能承受恶劣环境的透红外窗口材料却为数甚少。常用的透红外窗口有硫化锌(ZnS)、硒化锌
(ZnSe)、砷化镓(GeAs)、蓝宝石(Sapphire)、尖晶石(Spinel)、氧化铝氮化铝(ALON)、氧化钇
(Yttria)、氧化镁(MgO)、金刚石、氟化镁(MgF2)等。硫化锌、硒化锌、砷化镓在8-12µm
波段内有良好的透过性能，但高温下会发生化学分解而丧失使用性能。金刚石具有优良的机械强度、光学参数和热导率，但是在650℃时也不再适用，因会引起氧化和石墨化。许多氧化物也不能使用，因为剧烈的热冲击和压力会引起材料中氧化物原子的多光子吸收。可以用来制造高超速导弹整流罩的材料仅有氧化钇、尖晶石、氧化铝氮化铝及蓝宝石等。蓝宝石
单晶作为一种优良透波材料，在紫外、可见光、红外波段、微波都具有良好的透波率，可以满足多模式复合制导（电视、红外成像、雷达等）的要求；同时蓝宝石单晶具有优良的机械性能、化学稳定性，耐高温性能好，强度高、硬度大，可以同时满足超高音速导弹对透波材料的苛刻要求。在材料的制备工艺方面蓝宝石可以生长单晶，然后加工成型，成品性能与单晶性能相同，而其它材料主要利用粉末热压铸烧结成型，其在性能上比原来的要稍低。因此，蓝宝石单晶已成为先进国家高速战斗机、导弹等中波透红外窗口材料的极佳选择。美国、英国、俄罗斯、以色列等军事强国都在极力开展大尺寸的蓝宝石红外窗口研究，而且已经实
现￠300-500mm蓝宝石晶体或￠120mm以上半球状蓝宝石整流罩的制备能力，应用于美国响尾蛇系列Aim-9X空空导弹、南非A-Darter空空导弹、以色列Python-4空空导弹、英国Asraam先进近距离空空导弹等。蓝宝石窗口作为一个性能优良的宽波段光学材料在军用光电设备上的应用，其时间并不很长。在60年代，美国军事部门已经对此虽有所研究，但蓝宝石窗口真正获得较大范围的应用和发展是在80年代，这与计算机控制的光学加工机床的发展是密切相关的。日前，在一些报道中我们可看到一些非常明确的应用。例如2001年，美国军方向Exotic光电分公司订购了88件蓝宝石窗口，装备F-16战斗机的机载前视红外目标导航吊舱。2000年英国泰利斯光电子签订了3300万美元的光电桅杆合同，生产6根CM010
光电桅杆。CM010光电桅杆的观察窗口全部采用蓝宝石晶体。美国新一代战斗机
F-35联合攻击战斗机光电跟踪系统（Electro-Optical Targeting System，EOTS）窗口由7块表面镀膜的蓝宝石晶片组成，可提供360度全向视野。图6所示F-16、F-35战斗机及其光电跟踪系统蓝宝石窗口。
 
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