پنجرههای مستطیلی سوراخدار از فلوئورید لیتیم
توضیحات
پنجرههای مستطیلی سوراخدار از فلوئورید لیتیم (LiF)
پنجرههای نوری از جمله المانهای پایهای در اپتیک هستند که معمولاً به عنوان محافظی برای حسگرهای الکترونیکی یا آشکارسازها در برابر محیط خارجی استفاده میشوند. این پنجرهها دو محیط را از یکدیگر جدا میکنند؛ به عنوان مثال، فضای داخلی دستگاه را از محیط بیرونی ایزوله میسازند و از تجهیزات داخلی محافظت مینمایند. پنجرههای نوری تأثیری بر بزرگنمایی سیستم ندارند.
فلوئورید لیتیم (LiF):
کریستال فلوئورید لیتیم (LiF) یکی از مواد پرکاربرد در محدوده مادون قرمز است که کمترین ضریب شکست را در میان مواد این طیف دارد. محدوده انتقال طیفی آن ۱۲۰ نانومتر تا ۷۰۰۰ نانومتر است و معمولاً در سیستمهای تصویربرداری حرارتی، اپتیک هوافضا و سیستمهای لیزری اگزایمر به صورت عدسی، منشور یا پنجره به کار میرود.
مشخصات فنی محصول:
شرکت ما قادر به تأمین پنجرههای مستطیلی سوراخدار از جنس LiF با مشخصات زیر است:
-
قطر: ۲ تا ۳۰۰ میلیمتر
-
ضخامت: ۰٫۱۲ تا ۶۰ میلیمتر
-
دقت سطح: تا ۲۰-۱۰ و ۱/۱۰ طول موج @ ۶۳۳ نانومتر
فرآیندهای پرداخت سطح:
۱. پولیش دیسک ژلهای
۲. پولیش سرعت بالا
۳. پولیش حلقوی
۴. پولیش CNC
تجهیزات کنترل کیفیت:
-
اینترفرومتر ZYGO
-
میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)
-
اندازهگیر انحراف بازتاب و عبور
-
گونیامتر ۱۵ ثانیهای
-
سیستم مرکزگذاری UV ژل
-
ضخامتسنج لیزری بدون تماس
-
تصویربردار دو بعدی (2D Imager)
-
اندازهگیر قطر کره
گزینههای پوشش (کوتیнг):
-
MgF₂
-
پوشش ضد بازتاب UV (UV-AR)
-
پوشش ضد بازتاب مرئی-فرابنفش (UV-VIS)
-
پوشش ضد بازتاب گسترده مرئی (VIS-EXT)
-
پوشش ضد بازتاب مرئی-فروسرخ نزدیک (VIS-NIR)
-
پوشش ضد بازتاب فروسرخ نزدیک I و II (NIR I, NIR II)
-
پوشش ضد بازتاب مخابراتی فروسرخ (Telecom-NIR)
-
پوشش ضد بازتاب فروسرخ موج کوتاه (SWIR)
-
پوشش ضد بازتاب لیزر YAG (YAG-BBAR)
این محصولات با دقت بالا و کیفیت عالی تولید میشوند و برای کاربردهای حساس در صنایع اپتیکی و لیزری مناسب هستند.
-
معرفی محصول:
پنجرههای اپتیکی از جنس فلوئورید لیتیم (LiF)
تعریف پنجرههای اپتیکی:
پنجرههای اپتیکی صفحاتی از جنس شیشههای اپتیکی هستند که پس از فرآیندهای سنگزنی و پولیش، دو سطح کاملاً موازی و صیقلی پیدا میکنند. این قطعات عمدتاً به عنوان محافظ برای حسگرهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و دستگاههای لیزری مورد استفاده قرار میگیرند.
ویژگیهای منحصر به فرد فلوئورید لیتیم:
فلوئورید لیتیم (LiF) با دارا بودن ضریب شکست پایین، این امکان را فراهم میسازد که پنجرههای ساخته شده از این ماده حتی بدون نیاز به پوشش ضد بازتاب (AR) نیز قابل استفاده باشند.
کاربردهای تخصصی:
-
پنجرههای انتقال پرتو فرابنفش در کاربردهای طیفسنجی
-
المان پراشدهنده در طیفسنجی پرتو ایکس
-
پنجرههای مادون قرمز در سیستمهای تصویربرداری حرارتی
تواناییهای تولیدی:
شرکت ما قادر به تأمین پنجرههای فلوئورید لیتیم در ابعاد و اندازههای مختلف متناسب با نیازهای خاص مشتریان میباشد. این محصولات با دقت ابعادی بالا و کیفیت سطحی مناسب برای کاربردهای حساس تولید میشوند.
پنجرههای اپتیکی: ویژگیها و کاربردها
پنجرههای اپتیکی صفحاتی از جنس شیشههای اپتیکی هستند که پس از فرآیندهای سنگزنی و پرداخت، به دو سطح کاملاً موازی و صیقلی تبدیل میشوند. این قطعات عمدتاً به عنوان محافظ برای تجهیزات حساس از جمله حسگرهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و هدهای پردازش لیزری مورد استفاده قرار میگیرند.
ملاحظات انتخاب پنجره اپتیکی:
در انتخاب پنجرههای اپتیکی باید به دو ویژگی کلیدی توجه ویژه داشت:
-
خواص انتقال نوری ماده: محدوده طیفی و میزان عبور نور
-
خواص مکانیکی: مقاومت در برابر تنشهای فیزیکی و محیطی
پارامترهای حیاتی پنجرههای اپتیکی:
-
میزان عبور نور (Transmission)
-
کیفیت سطح (Surface Quality)
-
ضخامت (Thickness)
-
موازی بودن سطوح (Parallelism)
-
جنس ماده پایه (Substrate Material)
-
سایر ویژگیهای تخصصی
انتخاب بهینه این پارامترها باید بر اساس نیازهای خاص هر کاربرد انجام پذیرد. به عنوان مثال، در سیستمهای لیزری پرتوان، علاوه بر خواص نوری، استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی پنجره از اهمیت ویژهای برخوردار است.
کریستال فلوئورید لیتیم (LiF) یک ماده کریستالی نوری عالی است که دارای باند عبور گسترده (از ۱۱۰ تا ۶۶۰۰ نانومتر) و ضریب عبور نور (Transmittance) بالا میباشد. ویژگی بارز این کریستال، دارا بودن بالاترین میزان عبور نور در ناحیه فرابنفش خلأ در میان مواد شناختهشده است؛ به همین دلیل به عنوان مادهای کلیدی در ساخت پنجرههای نوری (Windows) برای این طیف مورد استفاده قرار میگیرد.
همچنین، کریستالهای فلوئورید لیتیم به عنوان المانهای طیفسنجی اجتنابناپذیر در ابزارهای پیشرفتهای مانند پروبهای الکترونی، آنالایزرهای فلورسانس و دستگاههای نوری بزرگ به کار میروند.
در ناحیه فروسرخ (مادون قرمز) نیز، کریستال LiF دارای کمترین ضریب شکست (Lowest Refractive Index) است که آن را به گزینهای متداول برای استفاده به عنوان پنجره در لیزرهای فروسرخ و دستگاههای دید در شب فروسرخ تبدیل کرده است.
فلوئورید لیتیم به شوک حرارتی حساس است و در دماهای بالاتر از ۴۰۰ درجه سلسیوس (°C) توسط رطوبت موجود در جو مورد حمله (تخریب) قرار میگیرد.
-
حساسیت به شوک حرارتی (Sensitive to thermal shock): از عبارت «حساس است» استفاده شد که در متون علمی فارسی برای بیان این ویژگی رایج و دقیق است.
-
مورد حمله قرار گرفتن (Is attacked by): برای انتقال دقیق مفهوم شیمیایی که در آن ماده در معرض حمله یا تخریب توسط عامل دیگری قرار میگیرد، از فعل معلوم «مورد حمله (تخریب) قرار میگیرد» استفاده شده است. افزودن کلمه «تخریب» در پرانتز برای شفافیت بیشتر مفهوم و جلوگیری از هرگونه برداشت غیرعلمی (مانند حمله فیزیکی) مفید است.
-
رطوبت جو (Atmospheric moisture): معادل دقیق و علمی «رطوبت موجود در جو» به کار برده شد.
-
دما (Temperatures): واحد دما (°C) به صورت استاندارد («درجه سلسیوس») و به شکل کامل نوشته شد.
-
جملهبندی: ساختار جمله فارسی کاملاً روان، علمی و مطابق با استانداردهای نگارش متون فنی است.
پوششدهی (Coating) به فرآیند اعمال یک لایه نازک شفاف از الکترولیت یا فلز بر روی سطح یک ماده پایه (Substrate) به روشهای فیزیکی یا شیمیایی اطلاق میگردد. هدف از این کار، تغییر ویژگیهای بازتاب و عبور نور در سطح ماده برای برآوردن نیازهای مختلفی از قبیل کاهش یا افزایش بازتاب، تقسیم پرتو (Beam Splitting)، تفکیک رنگ (Color Separation)، فیلتراسیون نور (Filtering)، و قطبیسازی (Polarization) است.
ما قادر به ارائه انواع پوششهای نوری از جمله لایههای ضدبازتاب (Anti-Reflective Coatings)، لایههای با بازتاب بسیار بالا (High-Reflective Coatings)، لایههای طیفی (Spectral Coatings)، و لایههای فلزی (Metallic Coatings) هستیم. لایههای ضدبازتاب پهنباند (Broadband) برای محدودههای طول موج فرابنفش (UV)، مرئی (Visible)، فروسرخ نزدیک (NIR) و فروسرخ میانی (Mid-IR) قابل ارائه میباشند.
- اطلاعات فنی
درجه خلوص فرابنفش عمیق (DUV Grade)
-
اندازه متداول: ۵۰ و ۱۰۰ میلیمتر (φ)
-
حداکثر اندازه: ۱۲۰ میلیمتر (φ)
-
طول موج کاربرد: ۱۱۰ نانومتر تا ۶ میکرومتر (μm)
-
ضریب عبور نور (Transmittance):
-
بیش از ۷۰٪ در طول موج ۱۴۰ نانومتر
-
بیش از ۹۰٪ در طول موج ۲۸۰ نانومتر
-
بیش از ۹۰٪ در طول موج ۵ میکرومتر
-
-
ساختار بلوری: تکبلور (Monocrystalline)
-
ضریب عبور داخلی (Internal Transmittance): بیش از ۹۹٪ در طول موج ۲۸۰ نانومتر (برای نمونهای با ضخامت ۱۰ میلیمتر)
-
دوگانگی شکست ناشی از تنش داخلی (Stress Birefringence): حداکثر ۱۰ نانومتر بر سانتیمتر (nm/cm) در طول موج ۶۳۳ نانومتر
-
آزمون کنترل کیفیت نوری: نمونه تحت تابش لیزر سبز با توان ۲۵ تا ۱۲۵ میلیوات (mW) قرار گرفته و فاقد هرگونه موارد زیر باید باشد:
-
ستون نور مرئی با چشم غیرمسلح
-
حباب
-
ذرات پراکنده
-
-
تجهیزات آزمون:
-
طیفسنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)
-
کرنشسنج (Strain gauges)
-
لیزر اشارهگر (نور سبز، توان ۱۲۵-۲۵ میلیوات)
-
-
نمونهها:
-
بلورهای فلوئورید لیتیم با قطر ۵۰-۲۰ میلیمتر
-
ضخامت ۰.۵ ± ۱۰ میلیمتر
-
پرداخت سطح با کیفیت اپتیکی ۸۰/۵۰
-
-
باندهای آزمون:
-
۱۱۰۰-۱۹۰ نانومتر
-
۱۲-۲.۵ میکرومتر
-
-
الزامات کیفی:
-
ضریب عبور نور بیشتر از ۹۲% در طول موج ۲۸۰ نانومتر
(T > 92% @ 280nm)
-
تکبلور (Monocrystalline)
-
در بررسی بصری زیر نور روز و با چشم غیرمسلح، هیچ مرز دانۀ قابل مشاهده یا نوارهای حصیریشکل بر روی سطح کریستال مشاهده نمیشود.
زیربلور (Sub-crystal)
-
در بازرسی بصری زیر نور روز و با چشم غیرمسلح، نوارهای بیدیشکل (Willow Stripes) با مساحتی کمتر از یکششم (۱/۶) قطر سطح مقطع، روی بلور مشاهده میشوند. این نوارها پس از پرداخت سطح (پولیش) کاملاً محو شده و غیرقابل مشاهده میگردند.
چندبلور (Polycrystalline)
-
در بازرسی بصری زیر نور روز و با چشم غیرمسلح، خطوط مرز بلوری نافذ بر سطح کریستال مشاهده میشود که اختلاف درجه روشنایی دو طرف این خطوط به وضوح قابل تشخیص است.
شیشه اپتیکی N-BK7
N-BK7 پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای ساخت قطعات نوری با کیفیت بالا است. این ماده دارای عبور نور عالی در محدوده طولموج مرئی تا فروسرخ نزدیک (2000-350 نانومتر) بوده و کاربردهای گستردهای در تلسکوپها، سیستمهای لیزری و سایر زمینهها دارد. معمولاً زمانی از N-BK7 استفاده میشود که مزایای اضافی سیلیکای ذوبشده فرابنفش (شامل عبور نور بسیار خوب و ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین در باند فرابنفش) مورد نیاز نباشد.
سیلیکای ذوبشده فرابنفش (UV Fused Silica)
سیلیکای ذوبشده فرابنفش، عبور نور بالایی از محدوده فرابنفش تا فروسرخ نزدیک (2100-185 نانومتر) دارد. علاوه بر این، سیلیکای ذوبشده فرابنفش در مقایسه با H-K9L (N-BK7) یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی کمتری دارد که آن را برای کاربردهای لیزرهای توان بالا و تصویربرداری بسیار مناسب میسازد.
فلورید کلسیم (CaF₂)
به دلیل عبور نور بالا و ضریب شکست پایین در محدوده طولموج 8-180 نانومتر، از فلورید کلسیم معمولاً به عنوان پنجره و لنز در طیفسنجها و سیستمهای تصویربرداری حرارتی استفاده میشود. همچنین، به دلیل داشتن آستانه آسیب لیزری بالا، کاربردهای مناسبی در لیزرهای اگزایمر دارد.
فلورید باریم (BaF₂)
فلورید باریم دارای عبور نور بالا در محدوده 11-200 نانومتر است و در برابر تابش پرانرژی قوی مقاومت دارد. همچنین، خاصیت سنتیلاسیون عالی داشته و میتوان از آن برای ساخت انواع قطعات نوری فروسرخ و فرابنفش استفاده کرد. با این حال، عیب فلورید باریم مقاومت کم آن در برابر آب است. در صورت تماس با آب، عملکرد آن در دمای 500 درجه سلسیوس به طور محسوسی کاهش مییابد، اما در محیط خشک تا 800 درجه سلسیوس قابل استفاده است. لازم به ذکر است که هنگام کار با ماده فلورید باریم، همیشه باید از دستکش استفاده کرد و پس از کار، دستها را به طور کامل شست.
فلورید منیزیم (MgF₂)
فلورید منیزیم برای کاربردهای محدوده طولموج 6-200 نانومتر ایدهآل است. در مقایسه با سایر مواد، این ماده بهویژه در محدوده طولموج فرابنفش عمیق و فروسرخ دور بادوام است. فلورید منیزیم مادهای مقاوم در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزری، شوک مکانیکی و شوک حرارتی محسوب میشود. این ماده از بلور فلورید کلسیم سختتر، اما در مقایسه با سیلیکای ذوبشده نسبتاً نرم است و دارای هیدرولیز جزئی میباشد. سختی نوپ آن 415 و ضریب شکست آن 1.38 است.
سلنید روی (ZnSe)
سلنید روی عبور نور بالایی در محدوده 16-600 نانومتر دارد و معمولاً در سیستمهای تصویربرداری حرارتی، تصویربرداری فروسرخ و سیستمهای پزشکی استفاده میشود. همچنین، به دلیل جذب کم، بهویژه برای استفاده در لیزرهای CO₂ توان بالا مناسب است. باید توجه داشت که سلنید روی مادهای نسبتاً نرم (سختی نوپ 120) است و به راحتی خش برمیدارد؛ بنابراین استفاده از آن در محیطهای خشن توصیه نمیشود. هنگام حمل و تمیز کردن باید نهایت دقت را به کار برد و با فشار یکنواخت آن را نگه داشت یا پاک کرد. بهتر است برای جلوگیری از لکهدار شدن از دستکش یا سرانگشتان پلاستیکی استفاده شود. نباید از انبرک یا سایر ابزار برای نگهداری آن استفاده کرد.
سیلیکون (Si)
سیلیکون برای استفاده در باند فروسرخ نزدیک (NIR) از 8-1.2 میکرون مناسب است. به دلیل چگالی پایین، بهویژه در کاربردهایی که حساسیت به وزن وجود دارد، مناسب است (بهطور خاص در محدوده 5-3 میکرون). سختی نوپ سیلیکون 1150 است که از ژرمانیم سختتر و در عین حال کمتر شکننده است. به دلیل داشتن باند جذب قوی در 9 میکرون، برای کاربردهای انتقالی در لیزرهای CO₂ مناسب نیست.
ژرمانیم (Ge)
ژرمانیم برای استفاده در باند فروسرخ نزدیک 16-2 میکرون مناسب است و برای لیزرهای فروسرخ بسیار مناسب میباشد. به دلیل ضریب شکست بالا، انحنای سطح کم و ابیراهی رنگی پایین، معمولاً در سیستمهای تصویربرداری توان پایین نیاز به تصحیح ندارد. با این حال، ژرمانیم به شدت تحت تأثیر دما قرار میگیرد و با افزایش دما، عبور نور آن کاهش مییابد؛ بنابراین فقط میتواند در دماهای زیر 100 درجه سلسیوس به کار رود. چگالی ژرمانیم (5.33 گرم بر سانتیمتر مکعب) در طراحی سیستمهایی با محدودیت وزن دقیق باید در نظر گرفته شود. لنزهای ژرمانیم با ویژگی پرداخت سطحی توسط دستگاه تراش الماسه شناخته میشوند که آنها را برای انواع کاربردهای فروسرخ، از جمله سیستمهای تصویربرداری حرارتی، جداکنندههای پرتو فروسرخ، دوربیندی و زمینه فروسرخ پیشنگر (FLIR) مناسب میسازد.
روی سولفید CVD (CVD ZnS)
CVD ZnS تنها ماده اپتیکی فروسرخ – پس از الماس – است که محدوده طولموجی را از مرئی تا فروسرخ موج بلند (LWIR) و حتی طولموجهای مایکروویو را پوشش میدهد و در حال حاضر مهمترین ماده پنجرهای برای LWIR محسوب میشود. از آن میتوان به عنوان پنجره و لنز برای سیستمهای تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا و همچنین برای کاربردهای پیشرفته نظامی مانند پنجرههای “چند-اپتیکی” (Tri-optical) و پنجرههای کامپوزیتی لیزر فروسرخ نزدیک/فروسرخ دو-رنگ استفاده نمود.
آیناز رسولی –
این پنجره سوراخدار دقیقاً چیکار میکنه؟
beny1365 –
مثل یک محافظ شفاف و بسیار باکیفیت برای قطعات حساس داخل دستگاه شما عمل میکنه. کار اصلیش اینه که محیط داخلی (مثلاً یک سنسور یا قطعه اپتیکی ظریف) رو از بیرون جدا کنه و در عین حال اجازه بده نور ازش عبور کنه. سوراخش هم معمولاً برای عبور یک پرتو نور خاص یا نصب یک قطعه دیگه طراحی شده.
سارا صبوری –
سوراخ این پنجره برای چیه؟
beny1365 –
کاربرد سوراخ میتونه مختلف باشه، مثلاً:
عبور یک پرتو لیزر دیگر از مرکز.
نصب یک سنسور کوچک.
ایجاد مسیر برای کابل.
کاهش وزن در کاربردهای خاص.
کوروش آریایی –
پوشش ضد بازتاب (AR) چرا لازمه؟ مگه گفتید ضریب شکست پایینه؟
beny1365 –
درست میفرمایید که ضریب شکست پایینه و بازتاب کمتری نسبت به بقیه مواد داره. اما برای کاربردهای دقیق، اعمال پوشش ضد بازتاب باز هم میتونه مفید باشه و بازده نوری سیستم شما رو چند درصد دیگر افزایش بده.