سریوم دوپ شده در فلوئورید باریم

توضیحات

سریوم دوپ شده در فلوئورید باریم (Ce:BaF2)

Ce:BaF2 یکی از سریع‌ترین مواد سنتیلاتور شناخته‌شده است و گزینه‌ای جذاب برای آشکارسازی پرتوهای گاما و ذرات باردار محسوب می‌شود. این سنتیلاتور که از فلوئورید باریم دوپ‌شده با سریوم تشکیل شده، دارای سرعت بالا، بازدهی مناسب و توانایی جذب مؤثر پرتوها است.

ویژگی‌های فلوئورید باریم (BaF2):

• شفافیت نوری بالا (~90%) در محدوده 200 تا 9500 نانومتر

• مقاومت عالی در برابر تابش‌های پرانرژی

• محدودیت: مقاومت کم در برابر رطوبت (آب)

  • در دمای 500°C در صورت تماس با آب، تخریب عملکرد رخ می‌دهد.

  • در محیط‌های خشک، تا 800°C قابل استفاده است.

• نکته ایمنی: هنگام کار با قطعات نوری BaF2 حتماً از دستکش استفاده شود و پس از تماس، دست‌ها به‌خوبی شسته شوند.

محصولات قابل ارائه:

ما قادر به تولید Ce:BaF2 در اشکال و ابعاد مختلف هستیم، از جمله:

• بلانک‌ها (گرد، مستطیلی، سوراخ‌دار)

• قطعات پرداخت‌شده (پنجره‌های نوری، لنز، گالوانومتر، اشکال سفارشی و …)

این ماده به‌ویژه در کاربردهای آشکارسازهای پرتو، سیستم‌های پزشکی و تحقیقات هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد

• معرفی محصولات

Ce:BaF2 – سریع‌ترین سنتیلاتور شناخته‌شده

Ce:BaF2 به عنوان سریع‌ترین سنتیلاتور شناخته شده، ماده‌ای بسیار جذاب برای آشکارسازی پرتوهای گاما و ذرات باردار محسوب می‌شود. این سنتیلاتور که از کریستال فلوئورید باریم دوپ‌شده با سریوم تشکیل شده است، علاوه بر سرعت بالا، از بازدهی مطلوب و توانایی جذب عالی پرتوها برخوردار می‌باشد.

شرکت ما توانایی تأمین کریستال‌های Ce:BaF2 در ابعاد و اندازه‌های مختلف را داراست و آماده همکاری با پژوهشگران و صنایع در زمینه‌های پزشکی هسته‌ای، فیزیک پرتوها و سیستم‌های آشکارسازی می‌باشد.

ویژگی‌های کلیدی:
✔ سریع‌ترین پاسخ نوری در بین سنتیلاتورها
✔ بازدهی بالا در آشکارسازی پرتوهای گاما و ذرات باردار
✔ قابلیت ارائه در ابعاد سفارشی

شرکت ما توانایی تأمین انواع مقاطع خام و محصولات نهایی از جنس Ce:BaF2 را با مشخصات فنی متنوع دارا می‌باشد.

انواع مقاطع خام قابل ارائه:

• اشکال هندسی استاندارد (گرد و مستطیلی)

• مقاطع سوراخ‌دار

• پنجره‌های نوری

• لنزهای اپتیکی

• گالوانومترها

• اشکال خاص و سفارشی

این محصولات با بالاترین استانداردهای کیفی و دقت ابعادی تولید شده و قابلیت استفاده در کاربردهای تخصصی مختلف از جمله سیستم‌های آشکارسازی پرتو، تجهیزات پزشکی هسته‌ای و تحقیقات علمی پیشرفته را دارا می‌باشند.

ویژگی‌های فلوئورید باریم (BaF2):

فلوئورید باریم (BaF2) از شفافیت نوری بالایی در محدوده وسیع 200 تا 9500 نانومتر برخوردار است، به طوری که میزان عبور نور در این محدوده به حدود 90% می‌رسد. این ماده همچنین مقاومت قابل توجهی در برابر تابش‌های پرانرژی از خود نشان می‌دهد.

محدودیت‌ها و ملاحظات کاربردی:

1. مقاومت در برابر رطوبت: این ماده در تماس با آب دچار افت عملکرد می‌شود.

   • در دمای 500 درجه سانتیگراد و در حضور رطوبت، تخریب محسوس عملکرد مشاهده می‌شود.

   • در محیط‌های خشک تا دمای 800 درجه سانتیگراد قابل استفاده است.

نکات ایمنی در کار با قطعات نوری BaF2:

• ضروری است هنگام کار با قطعات نوری ساخته شده از فلوئورید باریم حتماً از دستکش استفاده شود.

• پس از هر بار تماس با این قطعات، شستشوی کامل دست‌ها الزامی است.

این ویژگی‌ها، فلوئورید باریم را به ماده‌ای ایده‌آل برای کاربردهای اپتیکی در محیط‌های کنترل‌شده و سیستم‌های پرتوافشانی تبدیل می‌کند

پوشش‌دهی نوری (Optical Coating)

پوشش‌دهی نوری به فرآیند اعمال لایه‌های نازک شفاف از جنس الکترولیت یا فلز بر روی سطح زیرلایه به روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. این فرآیند با هدف تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور نور از سطح مواد انجام می‌گیرد تا نیازهای مختلف اپتیکی از جمله:

• کاهش یا افزایش بازتاب نور
• تقسیم پرتو (Beam Splitting)
• تفکیک رنگی (Color Separation)
• فیلتراسیون نوری (Light Filtering)
• کنترل پلاریزاسیون (Polarization)

را تأمین نماید.

انواع پوشش‌های قابل ارائه:

ما قادر به ارائه انواع پوشش‌های نوری تخصصی هستیم، از جمله:

1. لایه‌های ضد بازتاب (AR Coatings):

   • پوشش‌های پهن‌باند برای محدوده‌های:

     • فرابنفش (UV)

     • مرئی (Visible)

     • فروسرخ نزدیک (NIR)

     • فروسرخ میانی (Mid-IR)

2. لایه‌های بازتاب‌دهنده بالا (HR Coatings)

3. لایه‌های طیفی (Spectral Coatings)

4. لایه‌های فلزی (Metallic Coatings)

این پوشش‌ها با استفاده از پیشرفته‌ترین فناوری‌های لایه‌گذاری و با دقت نانومتری طراحی و اجرا می‌شوند تا بالاترین کارایی را در کاربردهای اپتیکی و لیزی تضمین نمایند

• اطلاعات فنی

درجه VIR (فروسرخ مرئی)

ویژگی‌های فنی:

• اندازه‌های متداول:

  • φ60×150 میلی‌متر

  • φ80×150 میلی‌متر

• حداکثر اندازه قابل تولید: φ190×50 میلی‌متر

• محدوده طول موج کاربردی: 400 نانومتر تا 10 میکرومتر

• ضریب عبور نوری:

  • میانگین عبور >90% در محدوده 0.4-9.0 میکرومتر (نمونه 10 میلی‌متری)

• ساختار بلوری:

  • تک‌بلوری (Monocrystalline)

  • زیرساخت‌دار (Sub-structure)

  • چندبلوری (Polycrystalline)

• عبور داخلی: >99.0% در 0.4 میکرومتر (نمونه 10 میلی‌متری)

• دوگانگی تنش:

  • 20-10 نانومتر بر سانتیمتر (مواد معمولی بدون نیاز به آنیل)

  • ≤10 نانومتر بر سانتیمتر (بلورهای آنیل شده)

• یکنواختی نوری: 50-3 ppm در 633 نانومتر

• آزمون نور سبز (125-25 میلی‌وات): بدون ستون نور قابل مشاهده، حباب یا ذرات پراکنده

• مجاز بودن فلورسانس

درجه UV (فرابنفش)

ویژگی‌های فنی:

• اندازه‌های متداول:

  • φ60×150 میلی‌متر

  • φ80×150 میلی‌متر

• حداکثر اندازه قابل تولید: φ130×50 میلی‌متر

• محدوده طول موج کاربردی: 200 نانومتر تا 10 میکرومتر

• ضریب عبور نوری:

  • 85% در محدوده 200-400 نانومتر (نمونه 10 میلی‌متری)

  • بدون جذب در 205 نانومتر

  • جذب کمتر از 0.2% در 306±5 نانومتر

• ساختار بلوری:

  • تک‌بلوری (Monocrystalline)

  • زیرساخت‌دار (Sub-structure)

  • چندبلوری (Polycrystalline)

• عبور داخلی: >99.0% در 0.4 میکرومتر (نمونه 10 میلی‌متری)

• دوگانگی تنش:

  • 20-10 نانومتر بر سانتیمتر (مواد معمولی بدون نیاز به آنیل)

  • ≤10 نانومتر بر سانتیمتر (بلورهای آنیل شده)

• یکنواختی نوری: 20-3 ppm در 633 نانومتر

• آزمون نور سبز (125-25 میلی‌وات): بدون ستون نور قابل مشاهده، حباب یا ذرات پراکنده

• عدم وجود فلورسانس در 400 نانومتر

ملاحظات:

• تمامی مقادیر بر اساس آزمایش‌های استاندارد و با استفاده از تجهیزات دقیق اندازه‌گیری شده‌اند.

• محصولات با توجه به نیاز مشتری در هر دو درجه VIR و UV قابل ارائه هستند.

• پارامترهای فنی می‌توانند بر اساس نیازهای خاص پروژه تنظیم شوند

آزمون عبور نور (Transmittance Test)

تجهیزات آزمایشگاهی:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

• طیف‌سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR Spectrophotometer)

ویژگی‌های نمونه‌های آزمایشی:

• جنس نمونه: کریستال‌های فلوئورید باریم (BaF2)

• ابعاد نمونه:

  • قطر: بین 20 تا 50 میلی‌متر

  • ضخامت: 0.5 ± 10 میلی‌متر

• پرداخت سطح:

  • کیفیت سطح پرداخت شده: 80/50

  • سطوح نمونه باید به خوبی صیقل داده شده باشند

ملاحظات آزمایش:

1. نمونه‌ها باید از هرگونه آلودگی سطحی عاری باشند

2. اندازه‌گیری‌ها در شرایط کنترل‌شده محیطی انجام می‌شوند

3. دقت اندازه‌گیری تجهیزات مطابق با استانداردهای بین‌المللی است

روش آزمایش:

• اندازه‌گیری ضریب عبور در محدوده‌های طیفی مختلف

• ثبت نتایج با دقت بالا

• تحلیل داده‌های به دست آمده

این آزمون جهت سنجش کیفیت نوری کریستال‌های فلوئورید باریم و اطمینان از کارایی آن‌ها در کاربردهای اپتیکی طراحی شده اس

تک بلور (Monocrystalline)

ویژگی‌های تشخیصی:

• در بررسی بصری تحت نور روز و با چشم غیرمسلح:

  • هیچ مرز دانه‌ای (grain boundary) قابل مشاهده نیست

  • نوارهای بافت‌دار (wicker-like stripes) روی سطح کریستال مشاهده نمی‌شود

ملاحظات فنی:

1. ساختار بلوری کاملاً یکنواخت و همگن است

2. عدم وجود ناهمسانگردی ماکروسکوپی در ساختار

3. سطح کریستال از نظر بصری کاملاً یکدست و عاری از نقص‌های ساختاری آشکار می‌باشد

کاربردها:
این ویژگی‌ها نشان‌دهنده کیفیت بالای تک‌بلورها برای کاربردهای حساس اپتیکی و الکترونیکی است که نیاز به مواد با ساختار کاملاً یکنواخت دارند

ساختار زیربلوری (Sub-crystal)

ویژگی‌های ظاهری:

• در بررسی بصری با نور روز و با چشم غیرمسلح:

  • نوارهای بیدمانند (willow stripes) روی سطح کریستال مشاهده می‌شوند

  • مساحت تحت پوشش این نوارها کمتر از ۱/۶ قطر انتهایی نمونه است

پس از پرداخت سطحی:

• این نوارهای بیدمانند پس از عملیات صیقل کاری کاملاً محو می‌شوند

• سطح کریستال ظاهری یکنواخت و همگن پیدا می‌کند

ملاحظات فنی:
۱. این ویژگی ساختاری تأثیری بر خواص نوری پایه ماده ندارد
۲. پس از پرداخت نهایی، کیفیت سطح برای کاربردهای اپتیکی کاملاً قابل قبول است
۳. این ساختار در زمره مواد با کیفیت متوسط دسته‌بندی می‌شود

نکته: این نوع ساختار برای بسیاری از کاربردهای صنعتی که نیاز به کیفیت بسیار بالای تک‌بلوری ندارند، مناسب و مقرون‌به‌صرفه است

ساختار چندبلوری (Polycrystalline)

ویژگی‌های تشخیصی:

• در بررسی بصری تحت نور طبیعی و با چشم غیرمسلح:

  • خطوط مرز بلوری (crystal boundary lines) کاملاً قابل مشاهده هستند

  • این مرزها به صورت نفوذی در ساختار کریستال حضور دارند

  • اختلاف واضح در میزان تیرگی و روشنی بین دو طرف مرزهای بلوری وجود دارد

خصوصیات ساختاری:

1. ساختار ناهمگن با مرزهای دانه‌ای مشخص

2. وجود ناهمسانگردی نوری ماکروسکوپی

3. تغییرات محسوس در ضریب شکست در مرزهای دانه‌ها

ملاحظات کاربردشناسی:

• این ساختار برای کاربردهای اپتیکی حساس مناسب نیست

• معمولاً در مصارف صنعتی با استانداردهای پایین‌تر استفاده می‌شود

• هزینه تولید پایین‌تری نسبت به نمونه‌های تک‌بلوری دارد

نکته فنی: وجود مرزهای بلوری آشکار می‌تواند باعث پراکندگی نور و کاهش کارایی نوری در کاربردهای دقیق شود

●

مواد اپتیکی تخصصی و کاربردهای آنها

1. شیشه اپتیکی N-BK7

• پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای تولید قطعات باکیفیت

• محدوده عبور عالی از مرئی تا فروسرخ نزدیک (350-2000 نانومتر)

• کاربردهای اصلی: تلسکوپها، سیستمهای لیزری

• گزینه اقتصادی زمانی که مزایای سیلیکا فیوزد UV (عبور بالا در UV و ضریب انبساط حرارتی پایین) مورد نیاز نباشد

2. سیلیکا فیوزد UV

• محدوده عبور گسترده از UV تا فروسرخ نزدیک (185-2100 نانومتر)

• یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تر نسبت به N-BK7

• مناسب برای کاربردهای لیزرهای پرتوان و سیستمهای تصویربرداری دقیق

3. فلورید کلسیم (CaF2)

• محدوده عبور: 180 نانومتر تا 8 میکرومتر

• ضریب شکست پایین و آستانه آسیب لیزر بالا

• کاربردهای اصلی: پنجرهها و لنزهای طیف‌سنجها، سیستمهای تصویربرداری حرارتی، لیزرهای اگزایمر

4. فلورید باریم (BaF2)

• محدوده عبور گسترده (200 نانومتر تا 11 میکرومتر)

• مقاومت بالا در برابر تابشهای پرانرژی

• خواص سینتیلاسیون عالی برای کاربردهای مادون قرمز و فرابنفش

• محدودیت: مقاومت کم در برابر رطوبت (حداکثر دمای کارکرد در محیط خشک: 800°C)

• ملاحظات ایمنی: نیاز به استفاده از دستکش هنگام کار

5. فلورید منیزیم (MgF2)

• محدوده کاری: 200 نانومتر تا 6 میکرومتر

• مقاومت عالی در برابر:

  • خوردگی شیمیایی

  • آسیب لیزر

  • شوکهای مکانیکی و حرارتی

• سختی موس: 415

• ضریب شکست: 1.38

6. سلنید روی (ZnSe)

• محدوده عبور: 600 نانومتر تا 16 میکرومتر

• کاربردهای اصلی:

  • تصویربرداری حرارتی

  • سیستمهای پزشکی

  • لیزرهای CO2 پرتوان

• ملاحظات:

  • سختی پایین (موس 120)

  • نیاز به مراقبت ویژه در تمیزکاری و نگهداری

  • عدم استفاده از پنس یا ابزارهای فلزی

7. سیلیکون (Si)

• محدوده کاری: 1.2 تا 8 میکرومتر

• مزایا:

  • چگالی پایین (مناسب برای کاربردهای حساس به وزن)

  • سختی بالا (موس 1150)

• محدودیت: جذب بالا در 9 میکرومتر (نامناسب برای لیزرهای CO2)

8. ژرمانیوم (Ge)

• محدوده کاری: 2 تا 16 میکرومتر

• ویژگیهای کلیدی:

  • ضریب شکست بالا

  • انحراف رنگی کم

  • سطح پرداخت الماسه دقیق

• محدودیتها:

  • حساسیت دمایی بالا (حداکثر دمای کارکرد: 100°C)

  • چگالی بالا (5.33 گرم بر سانتیمتر مکعب)

• کاربردها:

  • تصویربرداری حرارتی

  • سیستمهای FLIR

  • لیزرهای مادون قرمز

9. ZnS تولید شده به روش CVD

• تنها ماده اپتیکی (پس از الماس) با پوشش طیفی کامل از مرئی تا مادون قرمز دور (LWIR)

• کاربردهای پیشرفته:

  • پنجرههای “سه-اپتیکی”

  • سیستمهای تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا

  • پنجرههای ترکیبی لیزر/مادون قرمز دو رنگ

هر یک از این مواد با توجه به ویژگیهای منحصر به فرد خود، در کاربردهای اپتیکی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب ماده مناسب بستگی به پارامترهای طراحی از جمله محدوده طیفی، شرایط محیطی، ملاحظات مکانیکی و بودجه پروژه دارد