عدسی های دوطرفه مقعر از جنس سیلیکای ذوب شده

توضیحات

عدسی های دوطرفه مقعر از جنس سیلیکای ذوب شده (UVFS)

سیلیکای ذوب شده (Fused Silica) شکل آمورف (شیشه‌ای) اکسید سیلیسیم (کوارتز، سیلیکا) است. این ماده یک شیشه معمولی با ساختار اتمی بی‌نظم در مقیاس بلند است که به‌واسطه پیوندهای سه‌بعدی شبکه‌ای خود، دمای کاری بالا و ضریب انبساط حرارتی پایینی را ارائه می‌دهد.

عدسی دوطرفه مقعر (Double-Concave Lens) عملکردی مشابه عدسی تخت‌مقعر (Plano-Concave) دارد با این تفاوت که فاصله کانونی آن منفی است و نور موازی تابیده‌شده به آن، به صورت واگرا خارج می‌شود.

شرکت ما قادر به تولید عدسی‌های دوطرفه مقعر از جنس SiO₂ با مشخصات زیر است:

• قطر: ۲ تا ۳۰۰ میلی‌متر

• ضخامت: ۰٫۱۲ تا ۶۰ میلی‌متر

• دقت اپتیکی: سطح کیفیت تا ۲۰-۱۰، انحراف موج λ/۱۰ در طول‌موج ۶۳۳ نانومتر

فرآیندهای تولید:

۱. پولیش دیسک ژلی
۲. پولیش سرعت بالا
۳. پولیش حلقوی
۴. پولیش CNC

تجهیزات کنترل کیفیت:

• اینترفرومتر ZYGO و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

• اندازه‌گیر گریز مرکز بازتابی و عبوری

• گونیومتر ۱۵ ثانیه‌ای

• سیستم مرکزبندی با ژل UV

• ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی

• تصویربردار دو بعدی و اندازه‌گیر قطر کره

پوشش‌های قابل ارائه:

• MgF₂

• پوشش ضدبازتاب UV (UV-AR)

• پوشش ضدبازتاب گسترده UV-VIS و VIS-NIR

• پوشش‌های مخصوص طیف‌های NIR I، NIR II و Telecom-NIR

• پوشش‌های SWIR و YAG-BBAR

این عدسی‌ها در کاربردهای اپتیکی دقیق، سیستم‌های لیزر و تجهیزات طیف‌سنجی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• معرفی محصول:

سیلیکای ذوب شده (Fused Silica) و کاربردهای آن

سیلیکای ذوب شده معمولاً برای کاربردهای طیف فرابنفش (UV) تا فروسرخ نزدیک (NIR) استفاده میشود. این ماده به دلیل ضریب عبور بالا، مقاومت حرارتی عالی و دوام محیطی برتر، گزینه‌ای ایده‌آل برای تجهیزات لیزری، سیستم‌های محافظت در برابر تشعشع (ایمیشن و دتکشن) و سیستم‌های تصویربرداری در محدوده فرابنفش محسوب می‌شود.

شرکت ما عدسی‌های دوطرفه مقعر (Biconcave) از جنس سیلیکای ذوب شده را در اندازه‌ها و فاصله‌های کانونی مختلف تولید و عرضه می‌کند. این عدسی‌ها با دقت اپتیکی بالا و کیفیت سطحی مطلوب، پاسخگوی نیازهای متنوع در صنایع لیزر، اپتیک و سیستم‌های نوری پیشرفته هستند.

سیلیکای ذوب شده (Fused Silica) – ماده پایه اصلی المان‌های اپتیکی

کوارتز طبیعی که با نام شیشه کوارتز نیز شناخته می‌شود، پس از پردازش‌های متعدد به سیلیکای ذوب شده تبدیل می‌گردد. این ماده به عنوان رایج‌ترین و مهم‌ترین ماده پایه برای قطعات اپتیکی شناخته می‌شود.

مزایای سیلیکای سنتز شده نسبت به کوارتز طبیعی:

1. سختی پرتویی بالاتر

2. ضریب عبور مطلق بهبود یافته

ویژگی‌های منحصر به فرد:

• عملکرد اپتیکی استثنایی در محدوده‌های:

  • فرابنفش (UV)

  • مرئی (Visible)

  • فروسرخ نزدیک (NIR)

  • فروسرخ (IR)

• قابلیت استفاده در محدوده تراهرتز

این خصوصیات منجر به کاربرد گسترده سیلیکای ذوب شده در سیستم‌های اپتیکی پیشرفته و تجهیزات دقیق اندازه‌گیری شده است.

•  Technical lnformation

سیلیکای ذوب شده (Fused Silica) – ماده پایه کلیدی در اپتیک

کوارتز طبیعی که با نام شیشه کوارتز نیز شناخته می‌شود، از طریق فرآیندهای خاصی به سیلیکای ذوب شده تبدیل می‌گردد. این ماده به عنوان مهم‌ترین و پرکاربردترین ماده در ساخت قطعات اپتیکی شناخته می‌شود.

مزایای سیلیکای مصنوعی نسبت به کوارتز طبیعی:

• سختی پرتویی بالاتر

• ضریب عبور مطلق بهبودیافته

• عملکرد اپتیکی مطلوب در محدوده‌های:

  • فرابنفش (UV)

  • مرئی (Visible)

  • فروسرخ نزدیک (NIR)

  • فروسرخ (IR)

  • تراهرتز

طبقه‌بندی شیشه کوارتز بر اساس محدوده عبور نوری:

طیف‌سنجی عبور:

مطالعه طیف‌های عبور نشان می‌دهد که:

1. نمونه‌های تجاری سیلیکای ذوب شده:

   • عبور بالایی در محدوده nm 2600-185 دارند

   • برخی نمونه‌ها در UV عمیق (nm 165) بیش از 80% عبور دارند

   • برخی در nm 2800 نقطه جذب دارند

   • برخی تا nm 3500 بیش از 80% عبور حفظ می‌کنند

2. کوارتز طبیعی:

   • فقط در محدوده nm 2600-270 عبور بالایی دارد

   • عبور در محدوده UV به مراتب کمتر از سیلیکای ذوب شده است

   • بازتاب هر دو نمونه زیر <10% است:

     • در UV نزدیک حدود 10%

     • با افزایش طول موج به تدریج به حدود 6% در NIR می‌رسد

این ویژگی‌ها سیلیکای ذوب شده را به ماده‌ای ایده‌آل برای کاربردهای اپتیکی پیشرفته تبدیل کرده است.

تک بلور (Monocrystalline) – ویژگی‌های تشخیصی

در بررسی سطوح تک‌بلورها با چشم غیرمسلح تحت نور روز طبیعی، موارد زیر قابل مشاهده است:

خصوصیات ظاهری:

1. عدم وجود مرز دانه (Grain Boundaries) قابل تشخیص

2. فقدان نوارهای حصیری شکل (Wicker-like Stripes) در سطح کریستال

نکات تخصصی:

• ساختار تک‌بلوری از نظم اتمی کامل در سراسر نمونه برخوردار است

• یکنواختی ساختاری از مهم‌ترین شاخصه‌های کیفی این مواد محسوب می‌شود

• این ویژگی‌ها نشانگر خلوص کریستالوگرافی و کیفیت بالای نمونه است

کاربردهای مهم:

• ساخت قطعات اپتیکی دقیق

• تولید زیرلایه‌های نیمه‌هادی

• کاربردهای پیشرفته در فوتونیک و الکترونیک کوانتومی

این مشخصات ظاهری به عنوان معیار اولیه برای تشخیص نمونه‌های تک‌بلور با کیفیت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بلور نیمه‌مرتب (Sub-crystal) – ویژگی‌های تشخیصی

در بررسی سطوح این نوع بلورها با چشم غیرمسلح تحت نور روز طبیعی، ویژگی‌های زیر مشاهده می‌شود:

مشخصات ظاهری:

1. وجود نوارهای بیدی شکل (Willow Stripes) روی سطح کریستال

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

2. این نوارها پس از پرداخت سطحی (پولیش) قابل مشاهده نیستند

ملاحظات فنی:

• ساختار نیمه‌مرتب این بلورها نسبت به تک‌بلورها از نظم اتمی کمتری برخوردار است

• وجود این نوارها نشانگر نواقص ساختاری جزئی در شبکه کریستالی است

• کیفیت نوری این مواد پس از پرداخت سطحی به میزان قابل توجهی بهبود می‌یابد

کاربردهای متداول:

• ساخت قطعات اپتیکی با کاربردهای نیمه‌دقیق

• تولید ادواتی که نیازمند کیفیت متوسط بلوری هستند

• کاربردهای اقتصادی‌تر نسبت به تک‌بلورها

این ویژگی‌های ظاهری به عنوان معیار تشخیصی اولیه برای شناسایی بلورهای نیمه‌مرتب کاربرد دارد.

بلور چندسازه (پلی‌کریستال) – ویژگی‌های تشخیصی

در بررسی بصری این نوع بلورها با چشم غیرمسلح و تحت نور طبیعی روز، مشخصات زیر قابل مشاهده است:

ویژگی‌های مورفولوژیک:

1. وجود خطوط مرز دانه‌ای (Crystal Boundary Lines) کاملاً نفوذکننده در سطح بلور

2. اختلاف آشکار در میزان تیرگی و روشنی بین دو طرف خطوط مرز دانه‌ای

تحلیل ساختاری:

• ساختار چندبلوری متشکل از دانه‌های کریستالی با جهت‌گیری متفاوت است

• مرز دانه‌ها به وضوح قابل تشخیص بوده و نشانگر تغییر جهت شبکه کریستالی است

• تفاوت در بازتاب نور ناشی از اختلاف زاویه بلورهای مجاور می‌باشد

ملاحظات کیفی:

• این ویژگی‌ها نشانگر ماهیت پلی‌کریستال ماده است

• کیفیت نوری پایین‌تر نسبت به نمونه‌های تک‌بلور و نیمه‌بلور

• مناسب برای کاربردهای غیردقیق و عمومی

کاربردهای معمول:

• ساخت قطعات اپتیکی با نیازمندی‌های متوسط

• تولید ادواتی که استحکام مکانیکی اهمیت بیشتری از کیفیت نوری دارد

• مصارف صنعتی و تجاری با ملاحظات اقتصادی

این شاخصه‌های ظاهری به عنوان معیار اولیه برای تشخیص بلورهای چندسازه کاربرد دارد.

مواد اپتیکی و کاربردهای تخصصی آنها

1. شیشه اپتیکی N-BK7

• پرکاربردترین ماده برای ساخت قطعات اپتیکی با کیفیت بالا

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

• کاربردهای اصلی: تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری

• گزینه اقتصادی زمانی که مزایای سیلیکای ذوب شده UV مورد نیاز نباشد

2. سیلیکای ذوب شده UV

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

• یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تر نسبت به H-K9L

• مناسب برای لیزرهای پرتوان و کاربردهای تصویربرداری دقیق

3. فلورید کلسیم (CaF₂)

• محدوده کاری: 180 نانومتر تا 8 میکرومتر

• کاربردهای اصلی:

  • پنجره و عدسی در طیف‌سنج‌ها

  • سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

  • لیزرهای اگزایمر (مقاومت بالا در برابر آسیب لیزری)

4. فلورید باریم (BaF₂)

• محدوده عبور: 200 نانومتر تا 11 میکرومتر

• مزایا:

  • مقاوم در برابر تابش پرانرژی

  • خاصیت سینتیلاسیون عالی

• محدودیت‌ها:

  • مقاومت کم در برابر رطوبت

  • کاهش عملکرد در 500 درجه سانتیگراد در محیط مرطوب

  • قابل استفاده تا 800 درجه در محیط خشک

• نکات ایمنی: استفاده از دستکش و شستشوی کامل پس از کار ضروری است

5. فلورید منیزیم (MgF₂)

• محدوده کاری ایده‌آل: 200 نانومتر تا 6 میکرومتر

• ویژگی‌های منحصر به فرد:

  • مقاومت شیمیایی و مکانیکی عالی

  • مقاومت حرارتی بالا

  • سختی هسته‌ای: 415

  • ضریب شکست: 1.38

• نکته: دارای هیدرولیز جزئی است

6. سلنید روی (ZnSe)

• محدوده عبور: 600 نانومتر تا 16 میکرومتر

• کاربردهای اصلی:

  • تصویربرداری حرارتی و مادون قرمز

  • سیستم‌های پزشکی

  • لیزرهای CO₂ پرتوان

• ملاحظات:

  • ماده نرم (سختی هسته‌ای 120)

  • نیاز به مراقبت ویژه در تمیزکردن و نگهداری

  • عدم استفاده از پنس یا ابزارهای فلزی

7. سیلیکون (Si)

• محدوده کاری: 1.2 تا 8 میکرومتر (NIR)

• مزایا:

  • چگالی پایین (مناسب برای کاربردهای حساس به وزن)

  • سختی بالا (1150)

• محدودیت: جذب شدید در 9 میکرومتر (نامناسب برای لیزر CO₂)

8. ژرمانیوم (Ge)

• محدوده کاری: 2 تا 16 میکرومتر

• ویژگی‌ها:

  • ضریب شکست بالا

  • انحراف رنگی کم

  • سطوح ماشین‌کاری شده با دقت الماس

• محدودیت‌ها:

  • حساسیت دمایی (حداکثر 100°C)

  • چگالی بالا (5.33 گرم بر سانتی‌متر مکعب)

• کاربردها:

  • تصویربرداری حرارتی

  • تقسیم‌کننده‌های پرتو مادون قرمز

  • سیستم‌های FLIR

9. ZnS تولید شده به روش CVD

• تنها ماده مادون قرمز با پوشش طیف کامل از مرئی تا LWIR

• مزایا:

  • پوشش حتی محدوده مایکروویو

  • مهمترین ماده پنجره‌ای LWIR

• کاربردهای پیشرفته:

  • پنجره‌های “سه-اپتیکی”

  • پنجره‌های ترکیبی لیزر/مادون قرمز دو رنگ

  • سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا

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