عدسی‌های پلانو-کوژ از جنس فلورید باریم

توضیحات

عدسی‌های پلانو-کوژ فلورید باریم (BaF₂)

معرفی محصول

فلورید باریم (BaF₂) با ضریب عبور نوری نزدیک به ۹۰٪ در محدوده طیفی ۲۰۰ تا ۹۵۰۰ نانومتر، یکی از مواد اپتیکی مهم محسوب می‌شود. این ماده به طور گسترده در سیستم‌های زیر کاربرد دارد:

• سیستم‌های تصویربرداری با خنک‌سازی کریوژنیک

• سیستم‌های اپتیکی هوافضا

• سیستم‌های لیزری

• اجزای اپتیکی شامل:

  • عدسی‌ها

  • جداکننده‌های پرتو

  • فیلترها

  • منشورها

  • پنجره‌های اپتیکی

ملاحظات محیطی:
این ماده حلالیت محدودی در آب دارد و بهتر است در محیط‌های خشک استفاده شود.

ویژگی‌های عدسی پلانو-کوژ

عدسی پلانو-کوژ یک عدسی مثبت با کاربردهای متنوع شامل:

• تغییر اندازه پرتو

• تشکیل تصویر

• کولیمه کردن پرتو

• همگراسازی نقطه کانونی

• کاربردهای نقطه کانونی منبع نور

ساختار عدسی:

• یک سطح محدب (کوژ)

• یک سطح تخت (مسطح)

• فاصله کانونی مثبت

قابلیت‌های تولید

شرکت ما قادر به تولید عدسی‌های پلانو-کوژ BaF₂ با مشخصات زیر است:

ابعاد:

• قطر: ۲ تا ۳۰۰ میلی‌متر

• ضخامت: ۰٫۱۲ تا ۶۰ میلی‌متر

دقت ساخت:

• دقت سطحی تا ۲۰-۱۰ (۱/۱۰ طول موج @ ۶۳۳ نانومتر)

فرآیندهای پرداخت:
۱. پولیش دیسک ژله‌ای
۲. پولیش سرعت بالا
۳. پولیش حلقوی
۴. پولیش CNC

تجهیزات کنترل کیفیت:

• اینترفرومتر ZYGO

• میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

• اندازه‌گیرهای انحراف بازتاب و عبور

• گونیومتر ۱۵ ثانیه‌ای

• سیستم سنترینگ UV

• ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی

• تصویربردار دو بعدی

• اندازه‌گیر قطر کره

گزینه‌های پوشش ضدبازتاب:

• پوشش ضدبازتاب UV (UV-AR)

• پوشش ضدبازتاب UV-VIS

• پوشش گسترده VIS (VIS-EXT)

• پوشش ضدبازتاب VIS-NIR

• پوشش‌های NIR I و NIR II

• پوشش Telecom-NIR

• پوشش‌های SWIR

• پوشش YAG-BBAR

این عدسی‌ها با بالاترین استانداردهای کیفیت تولید شده و برای کاربردهای دقیق اپتیکی در محدوده طیفی وسیع مناسب هستند.

• معرفی محصولات

عدسی‌های پلانو-کوژ فلورید باریم (BaF₂) و ویژگی‌های منحصر به فرد

خواص اپتیکی فلورید باریم:
فلورید باریم از شفافیت استثنایی در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرومتر برخوردار است. در مقایسه با فلورید کلسیم:

• عملکرد برتری در محدوده بالای 10 میکرومتر دارد

• مقاومت بسیار بالاتری در برابر تابش‌های پرانرژی از خود نشان می‌دهد

• گزینه ایده‌آل برای کاربردهای فرابنفش (UV) محسوب می‌شود

کارکرد عدسی پلانو-کوژ BaF₂:
این عدسی‌ها با ویژگی‌های منحصر به فرد خود:

• توانایی تمرکز نور موازی در یک نقطه کانونی را دارند

• برای همگراسازی منابع نقطه‌ای نور ایده‌آل هستند

• در سیستم‌های اپتیکی فرابنفش تا مادون قرمز کاربرد گسترده‌ای دارند

توانایی‌های تولیدی شرکت:
ما آماده ارائه این محصولات با:

• ابعاد متنوع متناسب با نیازهای مختلف

• فواصل کانونی گوناگون برای کاربردهای خاص

• دقت اپتیکی بالا مطابق با استانداردهای صنعتی

نکات کلیدی:

• حفظ کیفیت سطحی عالی حتی پس از قرارگیری در معرض تابش

• عملکرد پایدار در محیط‌های چالش‌برانگیز

• قابلیت طراحی سفارشی برای نیازهای خاص

این عدسی‌ها برای محققان و مهندسینی که به دنبال راه‌حل‌های اپتیکی با کارایی بالا در محدوده طیفی وسیع هستند، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شوند.

عدسی پلانو-کوژ و کاربردهای آن در سیستم‌های اپتیکی

تعریف و ساختار:
عدسی پلانو-کوژ یک عدسی همگرا (مثبت) است که دارای:

• یک سطح محدب (کوژ)

• یک سطح تخت (مسطح)

• فاصله کانونی مثبت
  می‌باشد.

کاربردهای اصلی:
این عدسی در سیستم‌های اپتیکی برای اهداف مختلفی استفاده می‌شود:

1. تغییر اندازه پرتو (انبساط یا کاهش)

2. تشکیل تصویر

3. کولیمه‌سازی پرتو

4. همگراسازی نقطه کانونی

5. کولیمه‌سازی منابع نقطه‌ای نور

پارامترهای طراحی کلیدی:

انتخاب بهینه:
با توجه به نیازهای خاص هر کاربرد می‌توان:

• پارامترهای مناسب را انتخاب نمود

• جنس ماده بهینه را تعیین کرد

• دقت مورد نیاز را مشخص ساخت

ملاحظات طراحی:

• برای کاربردهای لیزری: دقت سطحی بالا حیاتی است

• در سیستم‌های تصویربرداری: فاصله کانونی و اندازه عدسی تعیین‌کننده است

• در کاربردهای حساس: خروج از مرکزیت باید حداقل باشد

این عدسی‌ها در طیف وسیعی از تجهیزات اپتیکی از میکروسکوپ‌های پیشرفته تا سیستم‌های لیزری صنعتی کاربرد دارند. انتخاب صحیح پارامترها تضمین‌کننده عملکرد مطلوب سیستم اپتیکی خواهد بود.

ویژگی‌های اپتیکی فلورید باریم (BaF₂)

محدوده انتقال طیفی:
فلورید باریم از شفافیت بسیار بالا در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرومتر برخوردار است. در مقایسه با فلورید کلسیم:

• هر دو ماده در محدوده فروسرخ عملکرد مطلوبی دارند

• فلورید باریم برتری محسوسی در طول‌موج‌های بالای 10 میکرومتر از خود نشان می‌دهد

• در حالی که فلورید کلسیم پس از این طول‌موج به صورت خطی کاهش کارایی دارد

ویژگی‌های منحصر به فرد:

1. خاصیت سینتیلاسیون عالی:

   • قابلیت تبدیل تابش به نور مرئی با بازده بالا

   • مناسب برای ساخت آشکارسازهای پرتو

2. قابلیت‌های ساختاری:

   • امکان تولید المان‌های اپتیکی متنوع برای محدوده‌های:

     • فرابنفش (UV)

     • فروسرخ (IR)

3. پایداری حرارتی:

   • عملکرد پایدار در محدوده دمایی وسیع

   • مقاومت در برابر تابش‌های پرانرژی

این ویژگی‌ها، فلورید باریم را به ماده‌ای ایده‌آل برای کاربردهای تخصصی در سیستم‌های اپتیکی پیشرفته تبدیل کرده است.

ویژگی‌های فلورید باریم (BaF₂) و ملاحظات کاربردی

خواص اپتیکی:

• ضریب عبور نور: نزدیک به ۹۰% در محدوده گسترده ۲۰۰ تا ۹۵۰۰ نانومتر

• مقاومت تابشی: مقاومت استثنایی در برابر تابش‌های پرانرژی

محدودیت‌های محیطی:
۱. حساسیت به رطوبت:

• مقاومت کم در برابر آب و رطوبت

• تخریب عملکرد در دمای ۵۰۰°C در محیط مرطوب

۲. حداکثر دمای کاری:

• در محیط خشک: تا ۸۰۰°C قابل استفاده

• در محیط مرطوب: حداکثر ۵۰۰°C

دستورالعمل ایمنی:

• الزام استفاده از دستکش هنگام کار با قطعات

• شستشوی کامل دست‌ها پس از تماس

• جلوگیری از تماس با پوست و چشم

نکات کاربردی:

• نگهداری در محیط خشک و کنترل‌شده

• استفاده در سیستم‌های اپتیکی بسته

• به‌کارگیری پوشش‌های محافظ در محیط‌های مرطوب

این ویژگی‌ها، فلورید باریم را به ماده‌ای ایده‌آل برای کاربردهای تخصصی در سیستم‌های اپتیکی پیشرفته تبدیل کرده است، مشروط بر رعایت الزامات محیطی و ایمنی.

• اطلاعات فنی

استانداردهای کیفی مواد اپتیکی

گرید VIR (مرئی تا مادون قرمز):

ابعاد استاندارد:

• φ60mm×150mm

• φ80mm×150mm

• φ80mm×150mm

حداکثر اندازه قابل تولید:

• φ190mm×50mm

محدوده کاری طیفی:

• 400nm تا 10μm

مشخصات عبور نور:

• میانگین عبور نور: بیش از 90% در محدوده 0.4μm-9.0μm (نمونه 10mm)

• عبور داخلی: بیش از 99.0% در 0.4μm (نمونه 10mm)

ساختار بلوری:

• تک بلور (Monocrystalline)

• زیرساختار (Sub-structure)

• چندبلور (Polycrystalline)

ویژگی‌های نوری:

• شکست دوگانه ناشی از تنش: 10-20nm/cm (مواد معمولی بدون نیاز به آنیل)

• شکست دوگانه ناشی از تنش: ≤10nm/cm (بلورهای آنیل شده)

• یکنواختی اپتیکی: PV 3-50ppm در 633nm

تست کیفیت بصری:

• عدم وجود ستون نور، حباب یا ذرات پراکنده در تست نور سبز 25-125mW

• امکان وجود فلورسانس مجاز است

گرید UV (فرابنفش):

ابعاد استاندارد:

• φ60mm×150mm

• φ80mm×150mm

• φ80mm×150mm

حداکثر اندازه قابل تولید:

• φ130mm×50mm

محدوده کاری طیفی:

• 200nm تا 10μm

مشخصات عبور نور:

• عبور نور بیش از 85% در 200nm-400nm (نمونه 10mm)

• عدم جذب در 205nm

• جذب کمتر از 0.2% در 306nm±5nm

• عبور داخلی: بیش از 99.0% در 0.4μm (نمونه 10mm)

ساختار بلوری:

• تک بلور (Monocrystalline)

• زیرساختار (Sub-structure)

• چندبلور (Polycrystalline)

ویژگی‌های نوری:

• شکست دوگانه ناشی از تنش: 10-20nm/cm (مواد معمولی بدون نیاز به آنیل)

• شکست دوگانه ناشی از تنش: ≤10nm/cm (بلورهای آنیل شده)

• یکنواختی اپتیکی: PV 3-20ppm در 633nm

تست کیفیت بصری:

• عدم وجود ستون نور، حباب یا ذرات پراکنده در تست نور سبز 25-125mW

• عدم وجود فلورسانس در 400nm

ملاحظات فنی:

• کلیه اندازه‌گیری‌ها تحت شرایط استاندارد آزمایشگاهی انجام می‌شود

• پارامترهای اپتیکی با دقت بالا کنترل و تضمین می‌شوند

• امکان تولید سفارشی با مشخصات ویژه وجود دارد

آزمون عبور نور (Transmittance Test)

تجهیزات آزمایشگاهی:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

• طیف‌سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR Spectrophotometer)

مشخصات نمونه‌های آزمایشی:

• جنس نمونه: بلورهای فلورید باریم (BaF₂)

• قطر نمونه: 20 تا 50 میلی‌متر

• ضخامت نمونه: 10 ± 0.5 میلی‌متر

• کیفیت پرداخت سطح: مطابق استاندارد 80/50 (بر اساس MIL-PRF-13830B)

شرایط آزمایش:

1. نمونه‌ها باید پیش از آزمایش به‌دقت تمیز و عاری از آلودگی باشند

2. اندازه‌گیری در محیط کنترل‌شده با دمای پایدار انجام می‌شود

3. کالیبراسیون دستگاه‌ها پیش از هر سری آزمایش تأیید می‌گردد

ملاحظات فنی:

• دقت اندازه‌گیری: ±0.5% برای محدوده UV-Vis و ±1% برای محدوده IR

• محدوده طیفی پوشش داده شده: 190nm تا 25μm

• کنترل کیفی سطح با استفاده از میکروسکوپ نوری انجام می‌پذیرد

گزارش‌دهی نتایج:
نتایج به صورت نمودارهای عبور نور و جداول عددی با ذکر دقیق پارامترهای آزمایش ارائه می‌شود.

زیرکریستال (Sub-crystal)

● در بررسی با چشم غیرمسلح تحت نور روز، نوارهای بیدی (Willow stripes) روی سطح کریستال با مساحت کمتر از ۱/۶ (قطر انتهایی) مشاهده میشوند، اما پس از پولیش کردن، این نوارها قابل رؤیت نیستند.

توضیح علمی:

ساختار زیرکریستال (Sub-crystal) معمولاً دارای نواحی با جهتگیری بلوری جزئی یا تغییرات ریزساختاری است که تحت نور مرئی بهصورت نوارهای موجدار (معمولاً به شکل برگ بید) دیده میشوند. این ناهمسانگردی نوری (optical anisotropy) ناشی از تنشهای باقیمانده یا تغییرات چگالی نابجاییهاست. فرآیند پولیش با حذف لایه سطحی و یکنواختکردن ریزمغزهها (microfacets)، این اثر را از بین میبرد. محدودیت ۱/۶ قطر انتهایی نشاندهنده تأثیر ناچیز این ناهمسانگردی بر خواص کلی بلور است.

●

شیشه اپتیکی N-BK7
N-BK7 پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای ساخت قطعات اپتیکی باکیفیت است که عبوردهی عالی در محدوده نور مرئی تا مادون قرمز نزدیک (350-2000 نانومتر) دارد. این ماده در ساخت تلسکوپها، لیزرها و سایر تجهیزات اپتیکی کاربرد گسترده ای دارد. معمولاً زمانی از N-BK7 استفاده می‌شود که مزایای اضافی سیلیکای ذوب شده UV (عبوردهی بسیار خوب و ضریب انبساط حرارتی پایین در محدوده فرابنفش) مورد نیاز نباشد.

سیلیکای ذوب شده UV
سیلیکای ذوب شده UV عبوردهی بالایی از محدوده فرابنفش تا مادون قرمز (185-2100 نانومتر) دارد. علاوه بر این، یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تری نسبت به H-K9L (N-BK7) دارد که آن را برای کاربردهای لیزرهای پرتوان و سیستم‌های تصویربرداری ایده‌آل می‌کند.

فلورید کلسیم (CaF2)
به دلیل عبوردهی بالا و ضریب شکست پایین در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرومتر، از فلورید کلسیم به عنوان پنجره و لنز در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. همچنین به دلیل آستانه تحمل بالا در برابر لیزر، کاربردهای خوبی در لیزرهای اگزایمر دارد.

فلورید باریم (BaF2)
فلورید باریم عبوردهی بالایی در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرومتر دارد و در برابر تابش‌های پرانرژی مقاوم است. این ماده خاصیت سینتیلاسیون عالی داشته و برای ساخت قطعات اپتیکی فرابنفش و مادون قرمز مناسب است. با این حال، مقاومت کمی در برابر آب دارد و در مجاورت رطوبت در دمای 500 درجه سانتیگراد تخریب می‌شود، اما در محیط خشک تا 800 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. نکته مهم: هنگام کار با این ماده حتماً باید از دستکش استفاده کرد و پس از کار دست‌ها را به دقت شست.

فلورید منیزیم (MgF2)
فلورید منیزیم برای کاربردهای اپتیکی در محدوده 200 نانومتر تا 6 میکرومتر ایده‌آل است. این ماده در مقایسه با سایر مواد، در محدوده فرابنفش عمیق و مادون قرمز دور دوام بالاتری دارد. فلورید منیزیم مقاومت بالایی در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزر، شوک مکانیکی و شوک حرارتی دارد. سختی آن از فلورید کلسیم بیشتر اما نسبت به سیلیکای ذوب شده کمتر است و کمی خاصیت هیدرولیز دارد. سختی موس آن 415 و ضریب شکست آن 1.38 است.

سلنید روی (ZnSe)
سلنید روی عبوردهی بالایی در محدوده 600 نانومتر تا 16 میکرومتر دارد و معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، مادون قرمز و پزشکی استفاده می‌شود. همچنین به دلیل جذب پایین، برای لیزرهای CO2 پرتوان مناسب است. توجه داشته باشید که سلنید روی ماده‌ای نرم (سختی موس 120) بوده و به راحتی خط برمی‌دارد، بنابراین برای محیط‌های خشن توصیه نمی‌شود. هنگام حمل و تمیز کردن باید دقت ویژه‌ای به خرج داد و از دستکش یا پوشش انگشت استفاده کرد. استفاده از پنس یا ابزارهای دیگر برای حمل آن مناسب نیست.

سیلیکون (Si)
سیلیکون برای استفاده در محدوده مادون قرمز نزدیک (1.2-8 میکرومتر) مناسب است. چگالی پایین آن باعث شده برای کاربردهای حساس به وزن، به ویژه در محدوده 3-5 میکرومتر، گزینه مناسبی باشد. سختی موس سیلیکون 1150 است که از ژرمانیم سخت‌تر و کمتر شکننده است. به دلیل جذب بالا در محدوده 9 میکرومتر، برای کاربردهای انتقال در لیزرهای CO2 مناسب نیست.

ژرمانیم (Ge)
ژرمانیم برای استفاده در محدوده مادون قرمز نزدیک (2-16 میکرومتر) مناسب است و برای لیزرهای مادون قرمز گزینه خوبی محسوب می‌شود. به دلیل ضریب شکست بالا، انحنای سطحی کم و ابیراهی رنگی پایین، معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری کم‌توان نیاز به تصحیح ندارد. با این حال، ژرمانیم به دما بسیار حساس است و با افزایش دما، عبوردهی آن کاهش می‌یابد؛ بنابراین فقط تا دمای 100 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. چگالی نسبتاً بالای ژرمانیم (5.33 گرم بر سانتیمتر مکعب) در طراحی سیستم‌های حساس به وزن باید مدنظر قرار گیرد. لنزهای ژرمانیم با دستگاه تراش الماس پرداخت می‌شوند که آنها را برای کاربردهای متنوع مادون قرمز از جمله سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، جداکننده‌های پرتو مادون قرمز، دورسنجی و سیستم‌های FLIR مناسب می‌کند.

CVD ZnS
CVD ZnS تنها ماده اپتیکی مادون قرمز – پس از الماس – است که محدوده مرئی تا مادون قرمز طولانی‌موج (LWIR) و حتی امواج مایکروویو را پوشش می‌دهد و در حال حاضر مهم‌ترین ماده برای پنجره‌های LWIR محسوب می‌شود. از این ماده می‌توان به عنوان پنجره و لنز در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا و همچنین در کاربردهای پیشرفته‌تر مانند پنجره‌های “سه‌گانه اپتیکی” و پنجره‌های ترکیبی لیزر مادون قرمز نزدیک/دو رنگ مادون قرمز استفاده کرد.