پلی‌کریستال CaF2

توضیحات

کلسیم فلورید پلی‌کریستالی (Polycrystalline CaF₂)

معرفی محصول:

پلی‌کریستال: ساختاری متشکل از بلورهای تک‌کریستالی با جهت‌گیری‌های متفاوت (دانه‌های بلوری). هر دو نوع پلی‌کریستال و تک‌کریستال از نظر ساختار داخلی دارای نظم دوره‌ای و نقاط تناوبی هستند و از نظر ترکیب شیمیایی برای یک نوع بلور یکسان هستند. به دلیل بازتاب متفاوت نور از سطوح دانه‌های بلوری در دو طرف مرز دانه‌ها، کلسیم فلورید پلی‌کریستالی تحت نور، خطوط مرز دانه‌ها را به وضوح نشان می‌دهد.

کلسیم فلورید (CaF₂) بلوری با سختی بالا، مقاومت مکانیکی قوی و مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی است که عبوردهی نوری بسیار خوبی در محدوده‌های فرابنفش (UV)، مرئی و مادون قرمز (IR) دارد. این ماده به‌طور گسترده در زمینه‌های علمی و فناوری مانند لیزرها، اپتیک مادون قرمز، اپتیک فرابنفش و آشکارسازهای پرانرژی کاربرد دارد. به‌ویژه، این بلورها دارای خواص نوری ممتاز در محدوده فرابنفش بوده و از جمله بلورهای نوری شناخته‌شده با حد پایین قطع (cut-off) در این محدوده هستند. کلسیم فلورید با عبوردهی بالا و تشعشع فلورسانس پایین، ماده‌ای ایده‌آل برای آشکارسازهای فرابنفش، لیزرهای UV و سیستم‌های نوری فرابنفش محسوب می‌شود.

ما قادر به ارائه انواع مقاطع خام و پرداخت‌شده کلسیم فلورید پلی‌کریستالی در ابعاد و مشخصات مختلف هستیم. اشکال قطعات خام شامل دایره‌ای، مستطیلی، سوراخ‌دار، پنجره‌های نوری، لنز، گالوانومتر و اشکال سفارشی می‌باشد.

• معرفی محصولات

کلسیم فلورید پلی‌کریستالی

پلی‌کریستال به مجموعه‌ای از بلورهای تکی با دانه‌های متعدد و جهت‌دار گفته می‌شود. به دلیل بازتاب متفاوت نور از سطوح دانه‌ها در دو طرف مرز دانه‌ها، مرزهای دانه‌ها در کلسیم فلورید پلی‌کریستالی تحت نور به‌صورت خطوط مشخص قابل مشاهده هستند.

کلسیم فلورید پلی‌کریستالی عمدتاً به‌عنوان پنجره محافظ، لنز تکی یا منشور تکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. شرکت ما قادر به تأمین انواع مقاطع خام و پرداخت‌شده کلسیم فلورید پلی‌کریستالی در ابعاد و مشخصات مختلف می‌باشد

شرکت ما توانایی تأمین انواع کلسیم فلورید پلی‌کریستالی را در ابعاد و مشخصات مختلف، هم به صورت خام (بلنک) و هم به صورت پرداخت‌شده (فرآوری شده) دارا می‌باشد.

فرم‌های قابل ارائه به صورت خام شامل:

• گرد (دایره‌ای)

• مستطیلی

• سوراخ‌دار

• پنجره‌های نوری

• لنزهای مختلف

• گالوانومترها

• اشکال خاص و سفارشی
  و سایر فرم‌های مورد نیاز می‌باشد.

این محصولات در زمینه‌های مختلف اپتیکی و لیزر قابل استفاده هستند و می‌توانند مطابق با نیازهای خاص مشتریان تولید شوند. شرکت ما با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته و تجهیزات مدرن، قادر به تولید این محصولات با بالاترین استانداردهای کیفی می‌باشد

کاربردهای بلور فلورید کلسیم (CaF₂) در اپتیک و لیزر

بلورهای فلورید کلسیم (CaF₂) به دلیل ضریب عبور بالا و آستانه تحمل بسیار زیاد در برابر آسیب لیزر در ناحیه فرابنفش عمیق، کاربردهای گسترده‌ای به عنوان مواد اولیه برای ساخت پنجره‌های نوری، لنز، منشور، جداکننده پرتو (بیم اسپلیتر) و زیرلایه در محدوده طیفی از فرابنفش خلأ تا میانه مادون قرمز دارند.

ویژگی‌های کلیدی:

1. کاربرد در لیزرهای اگزایمر:
   بلورهای تک‌کریستالی با خلوص بالا از CaF₂، ماده‌ای ایده‌آل برای پنجره‌های نوری در لیزرهای اگزایمر در محدوده فرابنفش خلأ محسوب می‌شوند.

2. کاربرد در لیزرهای شیمیایی:
   بلورهای تک‌کریستالی یا تک‌کریستال‌های فورج شده گرمایی، گزینه‌ای مناسب برای پنجره‌های نوری در لیزرهای مونوکسید کربن و لیزرهای شیمیایی هستند.

3. برتری در خواص نوری:
   خواص نوری منحصر به فرد بلورهای CaF₂ در محدوده فرابنفش خلأ، آن را به ماده‌ای بی‌نظیر در این طیف تبدیل کرده است.

مزایای رقابتی:

• مقاومت بالا در برابر تشعشعات

• تحمل زیاد در برابر ازون

• مقاومت در برابر خوردگی ناشی از فلور

• هزینه تولید مقرون به صرفه در مقایسه با مواد مشابه

این ترکیب منحصر به فرد از خواص فیزیکی و شیمیایی، فلورید کلسیم را به یکی از مواد حیاتی در کاربردهای اپتیک پیشرفته و سیستم‌های لیزری تبدیل کرده است

پوشش‌های اپتیکی (Optical Coatings)

پوشش‌دهی به فرآیند اعمال لایه‌های نازک شفاف از مواد الکترولیتی یا فلزی بر روی سطح زیرلایه‌های اپتیکی به روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. هدف از این فرآیند، تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور نور در سطح مواد برای دستیابی به موارد زیر است:

• کاهش یا افزایش بازتاب نور

• تفکیک پرتو (Beam Splitting)

• جداسازی رنگی (Color Separation)

• فیلتراسیون نوری (Light Filtering)

• قطبش نور (Polarization)

انواع پوشش‌های قابل ارائه:

1. لایه‌های ضد بازتاب (AR Coatings):

   • پوشش‌های پهن‌باند برای محدوده‌های طیفی:

     • فرابنفش (UV)

     • مرئی (Visible)

     • فروسرخ نزدیک (NIR)

     • فروسرخ میانی (Mid-IR)

2. لایه‌های بازتاب‌بالا (HR Coatings)

3. لایه‌های طیفی (Spectral Coatings)

4. لایه‌های فلزی (Metallic Coatings)

این پوشش‌ها با استفاده از پیشرفته‌ترین تکنیک‌های لایه‌گذاری و با دقت نانومتری تولید می‌شوند تا بالاترین کارایی اپتیکی را تضمین کنند. هر نوع پوشش می‌تواند به صورت سفارشی و متناسب با نیازهای خاص هر کاربرد طراحی و اجرا شود

• اطلاعات فنی

رتبه‌بندی و مشخصات فنی بلورهای فلورید کلسیم (CaF₂)

گرید VIR (مادون قرمز مرئی)

• اندازه‌های متداول: φ80×180mm، φ100×180mm

• حداکثر اندازه: φ400×60mm

• محدوده طول موج کاربردی: 400nm تا 7.6μm

• ساختار بلوری: تک‌کریستالی، زیرساختی، پلی‌کریستالی

• عبور داخلی: >99.0% (نمونه 10mm)

• دوگانگی تنش متوسط: PV 1-30nm/cm@633nm

• یکنواختی اپتیکی: PV 3-50ppm@633nm

• تست نور سبز (25-125mW): بدون ستون نور مرئی، حباب یا ذرات پراکنده

گرید UR (فرابنفش)

• اندازه‌های متداول: φ80×180mm، φ100×180mm

• حداکثر اندازه: φ400×60mm

• محدوده طول موج کاربردی: 200nm تا 400nm

• ساختار بلوری: تک‌کریستالی (مجاز به زیرساخت)

• عبور داخلی: >99.0% (نمونه 10mm)

• دوگانگی تنش متوسط: PV 1-30nm/cm@633nm

• یکنواختی اپتیکی: PV 3-20ppm@633nm

• جذب طیفی:

  • بدون پیک جذب در 205nm

  • پیک جذب در 306nm±5nm ≤0.2%

• تست نور سبز (25-125mW): بدون ستون نور مرئی، حباب یا ذرات پراکنده

گرید VUV (فرابنفش خلأ)

• محدوده طول موج کاربردی: 130nm تا 200nm

• ساختار بلوری: تک‌کریستالی

• میزان عبور:

  • 50% @130nm

  • 80% @160nm

  • 85% @200nm (نمونه 10mm)

• دوگانگی تنش متوسط: PV 1-20nm/cm@633nm

• یکنواختی اپتیکی: PV 1-15ppm@633nm

• تست نور سبز (25-125mW): بدون ستون نور مرئی، حباب یا ذرات پراکنده

گرید IC Tool (ابزارهای نیمه‌هادی)

• محدوده طول موج کاربردی: 157nm، 193nm، 248nm، 355nm

• ساختار بلوری: تک‌کریستالی

• عبور داخلی:

  • 99.8% @355nm

  • 99.8% @248nm

  • 99.7% @193nm

  • 99.4% @157nm (نمونه 10mm)

• عدم جذب در 205nm و 306nm

• دوگانگی تنش متوسط: PV 2-10nm/cm@633nm

• یکنواختی اپتیکی: PV 3-20ppm@633nm

• تست نور سبز (25-125mW): بدون ستون نور مرئی، حباب یا ذرات پراکنده

گرید IC Laser (لیزرهای نیمه‌هادی)

• مشخصات مشابه گرید IC Tool

• مقاومت لیزر: بدون استاندارد مرجع

• آستانه آسیب لیزر: ~7J/cm² @193nm

گرید Raman (طیف‌سنجی رامان)

• محدوده طول موج کاربردی: 130nm تا 7.6μm

• ساختار بلوری: تک‌کریستالی

• عبور داخلی:

  • 50% @130nm

  • 80% @160nm

  • 85% @200nm (نمونه 10mm)

• عدم جذب در 205nm و 306nm

• دوگانگی تنش متوسط: PV 2-30nm/cm@633nm

• تست نور سبز (25-125mW): بدون ستون نور مرئی، حباب یا ذرات پراکنده

• بلورهای بدون فلورسانس

نکات فنی:

• تمامی گریدها تحت تست نور سبز با توان 25-125mW قرار می‌گیرند تا عیوب بصری مانند حباب یا ذرات پراکنده بررسی شوند.

• گریدهای مختلف برای کاربردهای خاص در صنایع لیزر، اپتیک پیشرفته و نیمه‌هادی بهینه‌سازی شده‌اند

آزمایش عبور نور (Transmittance Test)

تجهیزات آزمایش:

• اسپکتروفتومتر UV-Visible

ویژگی‌های نمونه‌های مورد آزمایش:

• بلورهای فلورید کلسیم بدون پراکندگی نور

• قطر نمونه‌ها: حداقل 20 میلی‌متر

• ضخامت نمونه‌ها: حداقل 3 میلی‌متر

• سطح نمونه‌ها: پرداخت شده با کیفیت سطحی 80/50

گرید مورد آزمایش:

• گرید IR (مادون قرمز)

نتایج مورد انتظار:

• میزان عبور نور در طول‌موج 400 نانومتر و بالاتر: بیش از 93%

• در محدوده طول‌موج 200 تا 400 نانومتر:

  • ممکن است جذب نور در 205 نانومتر مشاهده شود

  • احتمال وجود پیک جذب در 306 نانومتر وجود دارد

ملاحظات:

• کیفیت سطحی 80/50 نشان‌دهنده پرداخت اپتیکی با دقت بالا می‌باشد

• وجود جذب در طول‌موج‌های خاص (205 و 306 نانومتر) ویژگی ذاتی برخی گریدهای فلورید کلسیم است

• نتایج این آزمایش برای کنترل کیفیت و تأیید مشخصات اپتیکی مواد استفاده می‌شود

تک‌کریستال (Monocrystalline)

ویژگی‌های ظاهری:

• در بررسی با نور روز و با چشم غیرمسلح:

  • هیچ مرز دانه‌ای (grain boundary) قابل مشاهده نیست

  • نوارهای بافتی شبیه به سبدبافی (wicker-like stripes) دیده نمی‌شود

ملاحظات فنی:

1. این مشخصات نشان‌دهنده ساختار بلوری کاملاً یکنواخت و بدون نقص‌های ماکروسکوپی است

2. عدم مشاهده مرز دانه تأیید کننده ماهیت تک‌کریستالی ماده می‌باشد

3. ویژگی‌های ظاهری ذکر شده از مهم‌ترین شاخص‌های کیفی برای بلورهای اپتیکی محسوب می‌شوند

کاربردها:

• سیستم‌های اپتیکی با دقت بالا

• تجهیزات لیزری پیشرفته

• کاربردهای طیف‌سنجی حساس

نکته: این سطح از کیفیت ظاهری معمولاً با روش‌های رشد بلور کنترل‌شده مانند روش Czochralski یا Bridgman به دست می‌آید

زیرکریستال (Sub-crystal)

مشخصات ظاهری:

• در بررسی با نور روز و با چشم غیرمسلح:

  • نوارهای بیدمانند (willow stripes) روی سطح بلور مشاهده می‌شود

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

  • پس از پرداخت سطح، این نوارها قابل مشاهده نیستند

تفسیر فنی:
۱. وجود نوارهای بیدمانند نشان‌دهنده تغییرات جزئی در ساختار بلوری است
۲. محدودیت مساحت این نوارها (کمتر از ۱/۶ سطح) بیانگر کیفیت کنترل‌شده ماده است
۳. حذف این نوارها پس از پرداخت نشان‌دهنده ماهیت سطحی این ویژگی است

ملاحظات کیفی:

• این ویژگی تأثیری بر عملکرد نوری بلور در کاربردهای اپتیکی ندارد

• پس از پرداخت نهایی، بلور از نظر بصری یکنواخت خواهد بود

• این نوع بلورها برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و پژوهشی مناسب هستند

نکته: این مشخصات در استانداردهای بین‌المللی بلورهای اپتیکی به عنوان یک گرید قابل قبول شناخته می‌شود

پلی‌کریستال (چندبلوری)

ویژگی‌های ظاهری:

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

  • خطوط مرز بلور (crystal boundary) به صورت واضح در سراسر ماده مشاهده می‌شوند

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

تفسیر فنی:

1. مشاهده مرزهای نفوذکننده بلور، نشانه‌ای قطعی از ساختار چندبلوری است

2. اختلاف نوردهی در دو طرف مرزها ناشی از جهت‌گیری متفاوت بلورها نسبت به منبع نور است

3. این ویژگی ذاتی ساختارهای پلی‌کریستالی بوده و نشانگر وجود دانه‌های بلوری با جهت‌گیری‌های مختلف است

ملاحظات کاربردشناسی:

• این نوع ساختار برای کاربردهای اپتیکی با دقت متوسط مناسب است

• وجود مرزهای بلوری ممکن است در برخی کاربردهای لیزر پرتوان محدودیت ایجاد کند

• در بسیاری از کاربردهای صنعتی، این ویژگی تأثیر محسوسی بر عملکرد ندارد

نکته فنی: تفاوت در بازتاب نور از سطوح مختلف بلورها، عامل اصلی ایجاد این پدیده بصری است که با روش‌های آنالیز میکروسکوپی قابل تأیید است

●

مواد اپتیکی و کاربردهای آنها

1. شیشه اپتیکی N-BK7

• پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای تولید قطعات باکیفیت

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

• کاربردهای گسترده در تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری و اپتیکی

• گزینه اقتصادی زمانی که مزایای سیلیکا ذوب‌شده UV موردنیاز نباشد

2. سیلیکا ذوب‌شده UV

• عبوردهی بالا از UV تا فروسرخ نزدیک (185-2100 نانومتر)

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

• مناسب برای کاربردهای لیزر پرتوان و سیستم‌های تصویربرداری دقیق

3. فلورید کلسیم (CaF₂)

• عبوردهی بالا در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرومتر

• ضریب شکست پایین و مقاومت بالا در برابر آسیب لیزر

• کاربردهای اصلی:

  • پنجره و لنز در طیف‌سنج‌ها

  • سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

  • لیزرهای اگزایمر

4. فلورید باریم (BaF₂)

• محدوده عبوردهی گسترده (200 نانومتر تا 11 میکرومتر)

• مقاوم در برابر تابش‌های پرانرژی

• خواص سینتیلاسیون عالی

• محدودیت‌ها:

  • مقاومت کم در برابر رطوبت

  • تخریب عملکرد در دمای 500°C در محیط مرطوب

  • قابل استفاده تا 800°C در محیط خشک

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

5. فلورید منیزیم (MgF₂)

• مناسب برای محدوده 200 نانومتر تا 6 میکرومتر

• مقاومت استثنایی در:

  • UV عمیق و فروسرخ دور

  • آسیب لیزر

  • شوک مکانیکی و حرارتی

• سختی موس: 415

• ضریب شکست: 1.38

• مقاومت شیمیایی بالا با هیدرولیز جزئی

6. سلنید روی (ZnSe)

• عبوردهی بالا در 600 نانومتر تا 16 میکرومتر

• کاربردهای اصلی:

  • تصویربرداری حرارتی

  • سیستم‌های پزشکی

  • لیزرهای CO₂ پرتوان

• ملاحظات:

  • سختی پایین (موس 120)

  • آسیب‌پذیر در محیط‌های خشن

  • نیاز به نگهداری و تمیزکردن ویژه

7. سیلیکون (Si)

• مناسب برای محدوده 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 لیزر CO₂)

8. ژرمانیوم (Ge)

• مناسب برای محدوده 2 تا 16 میکرومتر

• ویژگی‌های کلیدی:

  • ضریب شکست بالا

  • ابیراهی رنگی کم

  • سطح خمیده کم

• محدودیت‌ها:

  • حساسیت دمایی (حداکثر 100°C)

  • چگالی بالا (5.33 g/cm³)

• کاربردها:

  • تصویربرداری حرارتی

  • سیستم‌های FLIR

  • تقسیم‌کننده‌های پرتو فروسرخ

9. ZnS CVD

• تنها ماده اپتیکی (پس از الماس) با پوشش طیفی کامل از مرئی تا فروسرخ بلندموج (LWIR)

• کاربردهای پیشرفته:

  • پنجره‌های “تری-اپتیکال”

  • سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا

  • پنجره‌های ترکیبی لیزر فروسرخ نزدیک/دو رنگ

این مواد هر کدام با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در کاربردهای اپتیکی خاصی استفاده می‌شوند. انتخاب ماده مناسب به پارامترهای طراحی از جمله محدوده طول موج، شرایط محیطی، الزامات مکانیکی و بودجه پروژه بستگی دارد