لنزهای دو-مقعر از جنس فلورید منیزیم

لنزهای دو-مقعر از جنس فلورید منیزیم (MgF₂)

فلورید منیزیم (MgF₂) با عبوردهی عالی از محدوده فرابنفش خلأ تا فروسرخ، ماده ای ایده‌آل برای ساخت پنجره‌های آشکارسازهای فرابنفش و مادون قرمز محسوب می‌شود. با توسعه سریع فناوری‌های:

• لیزرهای پرتوان

• تصویربرداری با دقت بالا

• هدایت مادون قرمز

• لیتوگرافی نیمه‌هادی

تقاضا برای این ماده به ویژه تک‌کریستال‌های باکیفیت در آینده قابل پیش‌بینی با کمبود مواجه خواهد شد.

ویژگی‌های اپتیکی:
لنزهای دو-مقعر مشابه لنزهای تخت-مقعر دارای فاصله کانونی منفی هستند، با این تفاوت که پرتوهای موازی تابیده شده را با زاویه واگرایی بیشتر منحرف می‌کنند.

قابلیت‌های تولیدی:
شرکت ما قادر به تولید لنزهای دو-مقعر فلورید منیزیم با مشخصات زیر است:

• قطر: ۲ تا ۳۰۰ میلی‌متر

• ضخامت: ۰٫۱۲ تا ۶۰ میلی‌متر

• دقت سطح: تا سطح ۲۰-۱۰ و λ/10 @ 633nm

• سوراخ‌های عبوری: قابل تولید بر اساس نیاز مشتری

فرآیندهای پرداخت:
۱. پرداخت با دیسک ژلی
۲. پرداخت سرعت بالا
۳. پرداخت حلقوی
۴. پرداخت CNC

تجهیزات کنترل کیفی:

• اینترفرومتر ZYGO

• میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

• انحراف‌سنج‌های بازتاب و عبور

• گونیومتر ۱۵ ثانیه‌ای

• سیستم مرکزبندی با ژل UV

• اندازه‌گیر ضخامت لیزری غیرتماسی

• تصویربردار دو بعدی

• اندازه‌گیر قطر کروی

گزینه‌های پوشش دهی:

• پوشش ضد بازتاب فرابنفش (UV-AR)

• پوشش ضد بازتاب فرابنفش-مرئی (UV-VIS-AR)

• پوشش ضد بازتاب مرئی گسترده (VIS-EXT-AR)

• پوشش ضد بازتاب مرئی-فروسرخ نزدیک (VIS-NIR-AR)

• پوشش ضد بازتاب فروسرخ نزدیک I (NIR I-AR)

• پوشش ضد بازتاب فروسرخ نزدیک II (NIR II-AR)

• پوشش ضد بازتاب مخابراتی-فروسرخ نزدیک (Telecom-NIR-AR)

• پوشش ضد بازتاب فروسرخ موج کوتاه (SWIR-AR)

• پوشش ضد بازتاب دوطرفه برای لیزر YAG (YAG-BBAR)

لنزهای دو-مقعر از جنس فلورید منیزیم (MgF₂)

ویژگی‌های اپتیکی:
فلورید منیزیم از عبوردهی مطلوبی در محدوده‌های فرابنفش، مرئی و فروسرخ برخوردار است و به طور گسترده در حوزه‌های علمی و فناوری از جمله:

• سیستم‌های لیزری

• اپتیک مادون قرمز

• اپتیک فرابنفش

• آشکارسازهای پرانرژی
  مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزیت‌های کلیدی:
در مقایسه با سایر مواد اپتیکی، لنزهای دو-مقعر فلورید منیزیم:

• مقاومت بالایی در محدوده فرابنفش عمیق دارند

• عملکرد پایدار و بادوامی در ناحیه فروسرخ دور ارائه می‌دهند

قابلیت‌های تولیدی:
شرکت ما آماده ارائه لنزهای دو-مقعر فلورید منیزیم در:

• ابعاد مختلف

• فواصل کانونی متنوع

می‌باشد. این محصولات با دقت اپتیکی بالا و کیفیت مطلوب برای استفاده در سیستم‌های اپتیکی پیشرفته تولید می‌شوند.

کاربردهای تخصصی:

• سیستم‌های لیزری پرتوان

• تجهیزات طیف‌سنجی دقیق

• دستگاه‌های تصویربرداری حرارتی

• سیستم‌های اپتیکی فضایی

این لنزها با توجه به خواص منحصر به فرد فلورید منیزیم، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای حساس و دقیق محسوب می‌شوند.

لنزهای دو-مقعر و کاربردهای اپتیکی

ویژگی‌های طراحی و عملکرد:
لنزهای دو-مقعر دارای فاصله کانونی منفی بوده و از دو سطح مقعر با انحنای یکسان تشکیل شده‌اند. این ساختار امکان واگراسازی پرتوهای موازی به سمت بیرون را فراهم می‌کند. کاربردهای اصلی این لنزها شامل:

• گسترش پرتوهای نوری

• تعدیل (کولیماسیون) پرتوها

• سیستم‌های پروژکشن

• افزایش فاصله کانونی در سیستم‌های اپتیکی
  می‌باشد.

مکانیسم عملکرد:
این لنزها پرتوهای موازی را به سمت یک کانون مجازی واگرا می‌کنند و به‌طور گسترده در منبسط‌کننده‌های پرتو گالیله‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پارامترهای فنی کلیدی:

1. ابعاد (Size)

2. فاصله کانونی (Focal length)

3. طول موج طراحی (Design wavelength)

4. کیفیت پرداخت سطح (Surface finish)

5. دقت سطح (Surface accuracy)

6. خارج از مرکزی (Eccentricity)

7. جنس ماده پایه (Substrate material)

8. سایر ویژگی‌های اختصاصی

انتخاب بهینه:
با توجه به نیازهای خاص هر کاربرد می‌توان لنزهای دو-مقعر با پارامترهای مناسب را انتخاب نمود. این انتخاب باید بر اساس مشخصات سیستم اپتیکی و شرایط عملیاتی انجام پذیرد.

ملاحظات طراحی:

• برای دستیابی به بهترین عملکرد، محاسبات دقیق اپتیکی ضروری است

• در سیستم‌های حساس، کیفیت سطح و دقت ساخت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است

• انتخاب ماده پایه مناسب با توجه به محدوده طول موجی مورد نظر انجام می‌شود

این لنزها به‌عنوان المان‌های کلیدی در سیستم‌های اپتیکی پیشرفته، تجهیزات لیزری و دستگاه‌های اندازه‌گیری دقیق کاربرد گسترده‌ای دارند.

لنزهای دو-مقعر و کاربردهای آنها در سیستم‌های اپتیکی

ویژگی‌های ساختاری و عملکردی:
لنزهای دو-مقعر با دارا بودن فاصله کانونی منفی و دو سطح مقعر با انحنای یکسان، قابلیت واگراسازی پرتوهای موازی تابشی را دارند. این لنزها با ایجاد کانون مجازی، کاربردهای گسترده‌ای در مهندسی اپتیک پیدا کرده‌اند.

کاربردهای اصلی:

• توسعه پرتو در سیستم‌های لیزری

• هم‌راستاسازی پرتوها (کولیمیشن)

• کاربردهای تصویری و پروژکتوری

• افزایش فاصله کانونی مؤثر در مجموعه‌های اپتیکی

• اجزای اصلی در منبسط‌کننده‌های پرتو گالیله‌ای

پارامترهای طراحی کلیدی:

انتخاب بهینه:
با در نظر گرفتن نیازمندی‌های خاص هر کاربرد از جمله:

• محدوده طول موجی مورد استفاده

• شرایط محیطی (دما، رطوبت، ارتعاش)

• الزامات مکانیکی

• محدودیت‌های وزنی و ابعادی

می‌توان مناسب‌ترین لنز دو-مقعر را انتخاب نمود. این انتخاب نیازمند تحلیل دقیق اپتیکی و در نظر گرفتن تمام پارامترهای مؤثر می‌باشد.

ویژگی‌های فلورید منیزیم (MgF₂) به عنوان ماده اپتیکی

مقاومت‌های استثنایی:
فلورید منیزیم ماده‌ای با توانایی منحصر به فرد در مقاومت در برابر:

• خوردگی شیمیایی

• آسیب‌های ناشی از تابش لیزر

• شوک‌های مکانیکی

• تنش‌های حرارتی

خصوصیات فیزیکی-اپتیکی:

1. سختی نسبی:

   • سختی بالاتر از فلورید کلسیم (CaF₂)

   • نرم‌تر نسبت به سیلیکای ذوب‌شده (fused silica)

2. ویژگی‌های فیزیکی:

   • سختی موس: 415

   • ضریب شکست: 1.38 (در محدوده طیفی طراحی)

   • حساسیت محدود به هیدرولیز (hydrolysis)

ملاحظات کاربردی:

• انتخاب ایده‌آل برای کاربردهای سخت محیطی

• مناسب برای سیستم‌های لیزری پرتوان

• گزینه مطلوب برای تجهیزات اپتیکی در شرایط عملیاتی چالش‌برانگیز

کاربردهای تخصصی:

• پنجره‌های اپتیکی در محیط‌های خورنده

• المان‌های سیستم‌های لیزری پرتوان

• تجهیزات اپتیکی فضایی

• سیستم‌های مورد استفاده در دماهای شدید

این ترکیب منحصر به فرد از خواص، فلورید منیزیم را به ماده‌ای کلیدی در اپتیک پیشرفته تبدیل کرده است.

پوشش‌های اپتیکی: اصول و کاربردها

تعریف و فرآیند:
پوشش‌دهی اپتیکی به فرآیند اعمال لایه‌های نازک از مواد شفاف الکترولیتی یا فلزی بر روی سطح زیرلایه‌های اپتیکی اطلاق می‌شود. این فرآیند با استفاده از روش‌های:

• فیزیکی (مانند تبخیر در خلا)

• شیمیایی (مانند رسوب‌دهی بخار شیمیایی)
  انجام می‌پذیرد.

اهداف اصلی:

• تنظیم ضریب بازتاب سطح (از 0.1% تا بیش از 99%)

• کنترل دقیق ضریب عبور نور

• ایجاد خاصیت تفکیک پرتو (Beam Splitting)

• فیلتراسیون طیفی دقیق

• ایجاد پلاریزاسیون خطی یا دایروی

انواع پوشش‌های تخصصی قابل ارائه:

پوشش‌های ضد بازتاب پهن‌باند:

• محدوده فرابنفش (200-400 نانومتر)

• محدوده مرئی (400-700 نانومتر)

• فروسرخ نزدیک (700-2500 نانومتر)

• فروسرخ میانی (2.5-10 میکرومتر)

مزایای فنی:

• کاهش تلفات نوری تا 99.9% در طول موج‌های طراحی

• افزایش بهره‌وری سیستم‌های اپتیکی تا 40%

• امکان سفارشی‌سازی بر اساس نیازهای خاص هر پروژه

• مقاومت مکانیکی و حرارتی بالا (تا 500 درجه سانتیگراد)

این پوشش‌ها با استفاده از پیشرفته‌ترین فناوری‌های لایه‌گذاری و کنترل کیفی تولید شده و در صنایع نظامی، پزشکی، لیزر و ارتباطات نوری کاربرد گسترده‌ای دارند.

گرید UV (فرابنفش)

ویژگی‌های فنی و ابعادی:

• ابعاد استاندارد:
  φ40×100 میلی‌متر، φ70×100 میلی‌متر، φ100×100 میلی‌متر

• حداکثر اندازه قابل تولید:
  φ200×50 میلی‌متر

• محدوده طول موج کاری:
  280 نانومتر تا 6 میکرومتر

• ساختار بلوری:
  تک‌کریستال، زیرساختار، چندکریستال

• عبوردهی نوری:
  بیش از 92% در محدوده 280 نانومتر تا 6 میکرومتر (نمونه 10 میلی‌متری)

• عبوردهی داخلی:
  بیش از 99% در 280 نانومتر (نمونه 10 میلی‌متری)

• دوگانگی تنش باقیمانده:
  20-10 نانومتر/سانتی‌متر @ 633 نانومتر
  (کمتر از 10 نانومتر/سانتی‌متر برای نمونه‌های رشد یافته به روش CZ)

• یکنواختی اپتیکی:
  20-3 قسمت در میلیون @ 633 نانومتر

• آزمون نور سبز:
  بدون ستون نور، حباب یا ذرات پراکنده قابل مشاهده در 25 میلی‌وات

گرید DUV (فرابنفش عمیق)

ویژگی‌های فنی و ابعادی:

• ابعاد استاندارد:
  φ40×100 میلی‌متر، φ70×100 میلی‌متر، φ100×100 میلی‌متر

• حداکثر اندازه قابل تولید:
  φ200×50 میلی‌متر

• محدوده طول موج کاری:
  120 نانومتر تا 6 میکرومتر

• ساختار بلوری:
  تک‌کریستال، زیرساختار، چندکریستال

• عبوردهی نوری:

  • بیش از 60% در 121 نانومتر

  • بیش از 85% در 160 نانومتر

  • بیش از 90% در 200 نانومتر (نمونه 10 میلی‌متری)

• عبوردهی داخلی:
  بیش از 99% در 200 نانومتر (نمونه 10 میلی‌متری)

• دوگانگی تنش باقیمانده:
  کمتر از 10 نانومتر/سانتی‌متر @ 633 نانومتر (نیاز به رشد به روش CZ)

• یکنواختی اپتیکی:
  10-3 قسمت در میلیون @ 633 نانومتر

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

ملاحظات فنی:

• امکان تولید در ابعاد سفارشی با توجه به نیاز مشتری

• کنترل کیفی دقیق با استفاده از پیشرفته‌ترین تجهیزات اندازه‌گیری

• مناسب برای کاربردهای حساس در سیستم‌های لیتوگرافی، طیف‌سنجی و تحقیقات علمی پیشرفته

آزمون عبوردهی نوری (Transmittance Test)

تجهیزات آزمایشگاهی:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

ویژگی‌های نمونه‌های آزمایشی:

• جنس نمونه: کریستال‌های فلورید منیزیم (MgF₂)

• ابعاد نمونه:

  • قطر: 20 تا 50 میلی‌متر

  • ضخامت: 10 ± 0.5 میلی‌متر

• پرداخت سطحی: کیفیت سطح 80/50 (پرداخت نوری استاندارد)

محدوده طول موج آزمون:

1. محدوده فرابنفش-مرئی: 190 نانومتر تا 1100 نانومتر

2. محدوده فروسرخ: 2.5 میکرومتر تا 12 میکرومتر

شرایط کیفی مورد پذیرش:

• عبوردهی نوری باید بیش از 92% در طول موج 280 نانومتر باشد

روش اجرای آزمون:

1. نمونه‌ها با دقت آماده‌سازی و پرداخت می‌شوند

2. کالیبراسیون دستگاه با استانداردهای مرجع انجام می‌گیرد

3. اندازه‌گیری در محیط کنترل‌شده انجام می‌شود

4. داده‌ها با استانداردهای بین‌المللی مقایسه می‌شوند

ملاحظات کنترل کیفی:

• کالیبراسیون دوره‌ای دستگاه‌ها

• کنترل شرایط محیط آزمایشگاه

• استفاده از پروتکل‌های استاندارد اندازه‌گیری

• ثبت دقیق تمام پارامترهای آزمون

این آزمون به‌صورت دوره‌ای برای اطمینان از کیفیت اپتیکی محصولات انجام می‌شود.

زیرکریستال (Sub-crystal) – ویژگی‌های ساختاری و کیفی

مشخصات ظاهری:

• در بررسی بصری تحت نور طبیعی روز:

  • مشاهده نوارهای بیدمانند (willow stripes) روی سطح کریستال

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

پس از پرداخت نهایی:

• نوارهای بیدمانند کاملاً محو می‌شوند

• سطح نمونه یکدست و عاری از هرگونه ناهمواری می‌گردد

ویژگی‌های فنی:

1. کیفیت ساختار بلوری:

   • وجود تغییرات جزئی در ساختار کریستالی

   • حفظ خواص اپتیکی اصلی پس از پرداخت سطحی

2. کاربردهای صنعتی:

   • مناسب برای سیستم‌های اپتیکی غیرحساس

   • کاربرد در تجهیزات آزمایشگاهی با استانداردهای متوسط

   • استفاده در صنایع با نیازمندی‌های کیفی متوسط

3. مزیت‌های اقتصادی:

   • مقرون به صرفه بودن نسبت به نمونه‌های تک‌کریستالی

   • کاهش هزینه‌های تولید بدون افت محسوس کیفیت عملکردی

ملاحظات کنترل کیفی:

• نیاز به پرداخت سطحی دقیق برای حصول کیفیت مطلوب

• بررسی چشمی باید تحت شرایط نوری استاندارد انجام شود

• کنترل دوره‌ای کیفیت سطح پس از پرداخت الزامی است

توصیه‌های کاربردی:

• گزینه مناسب برای پروژه‌های با محدودیت بودجه

• انتخاب مطلوب برای کاربردهای غیرحساس صنعتی

• نیاز به بازرسی دقیق قبل از استفاده در سیستم‌های حیاتی

این نوع کریستال پس از پرداخت نهایی، عملکرد قابل قبولی برای بسیاری از کاربردهای صنعتی ارائه می‌دهد.

مواد اپتیکی و کاربردهای تخصصی آنها

1. شیشه اپتیکی N-BK7

• پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای تولید قطعات باکیفیت

• عبوردهی عالی در محدوده 350-2000 نانومتر (مرئی تا فروسرخ نزدیک)

• کاربرد گسترده در تلسکوپ‌ها و سیستم‌های لیزری

• گزینه اقتصادی برای کاربردهای غیرفرابنفش

2. سیلیکای ذوب‌شده UV

• محدوده عبور گسترده: 185-2100 نانومتر

• یکنواختی بالا و ضریب انبساط حرارتی پایین

• مناسب برای لیزرهای پرتوان و سیستم‌های تصویربرداری دقیق

3. فلورید کلسیم (CaF₂)

• عبوردهی بالا در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرومتر

• مقاومت عالی در برابر آسیب لیزر

• کاربرد در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

4. فلورید باریم (BaF₂)

• محدوده عبور وسیع: 200 نانومتر تا 11 میکرومتر

• مقاوم در برابر تابش‌های پرانرژی

• ملاحظات:

  • حساس به رطوبت (حداکثر 500°C در محیط مرطوب)

  • نیاز به رعایت پروتکل‌های ایمنی

5. فلورید منیزیم (MgF₂)

• محدوده کاری: 200 نانومتر تا 6 میکرومتر

• مقاومت استثنایی در برابر:

  • خوردگی شیمیایی

  • آسیب لیزر

  • شوک مکانیکی و حرارتی

• سختی موس: 415

6. سلنید روی (ZnSe)

• محدوده عبور: 600 نانومتر تا 16 میکرومتر

• کاربردهای کلیدی:

  • تصویربرداری حرارتی

  • سیستم‌های پزشکی

  • لیزرهای CO₂ پرتوان

• ملاحظات:

  • ماده نرم (سختی موس 120)

  • نیاز به مراقبت ویژه

7. سیلیکون (Si)

• محدوده کاری: 1.2-8 میکرومتر

• مزایا:

  • چگالی پایین

  • سختی بالا (موس 1150)

• محدودیت:

  • جذب بالا در 9 میکرومتر

8. ژرمانیوم (Ge)

• محدوده کاری: 2-16 میکرومتر

• ویژگی‌ها:

  • ضریب شکست بالا

  • انحراف رنگی کم

• محدودیت‌ها:

  • حساسیت دمایی (حداکثر 100°C)

  • چگالی بالا (5.33 گرم بر سانتی‌متر مکعب)

9. ZnS تولید شده به روش CVD

• پوشش طیفی کامل از مرئی تا مادون قرمز طولانی‌موج

• کاربردهای پیشرفته:

  • پنجره‌های “سه‌اپتیکی”

  • سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا

این مواد با توجه به خواص منحصر به فردشان، انتخاب‌های ایده‌آلی برای کاربردهای تخصصی در صنایع اپتیکی و فوتونیکی محسوب می‌شوند.