پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار منیزیم فلوراید

پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار منیزیم فلوراید (MgF₂)

پنجره‌های نوری از جمله المان‌های پایه‌ای در اپتیک هستند که معمولاً به عنوان محافظ حسگرهای الکترونیکی یا دتکتورها در برابر محیط خارجی استفاده می‌شوند. این پنجره‌ها دو محیط را از یکدیگر جدا می‌کنند؛ برای مثال، فضای داخلی دستگاه را از محیط بیرونی ایزوله می‌سازند و از تجهیزات داخلی محافظت می‌کنند. پنجره‌های نوری روی بزرگ‌نمایی سیستم تأثیری ندارند.

ویژگی‌های منیزیم فلوراید (MgF₂)

منیزیم فلوراید (MgF₂) یک کریستال تتراگونال با خاصیت انیزوتروپی است، بنابراین در کاربردهای دقیق مانند تصویربرداری و انتقال سیگنال باید به صورت تک‌کریستال در نظر گرفته شود. صفحه اصلی جدایش در این کریستال، سطح <110> است، اما کمترین میزان دو شکستی در سطح <001> مشاهده می‌شود. جهت‌گیری تک‌کریستال‌ها تصادفی است و ممکن است در راستای <110>، <100>، <001> یا دیگر جهت‌ها باشد که در کاربردهای عملی تفاوت چشمگیری ایجاد می‌کند.

مشخصات فنی پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار

شرکت ما قادر به تولید پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار از جنس MgF₂ در ابعاد زیر است:

• قطر: ۲ تا ۳۰۰ میلی‌متر

• ضخامت: ۰٫۱۲ تا ۶۰ میلی‌متر

• دقت پردازش: تا سطح ۲۰-۱۰ و ۱/۱۰ طول موج @۶۳۳ نانومتر

فرآیندهای پرداخت سطح:

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

تجهیزات کنترل کیفیت:

• ZYGO، AFM

• طیف‌سنج بازتاب و عبور

• گونیومتر ۱۵ ثانیه‌ای

• سیستم مرکزگذاری UV ژل

• لیزر بدون تماس، ضخامت‌سنج

• تصویربردار ۲D و قطرسنج کروی

گزینه‌های پوشش (کوتیнг):

• MgF₂

• UV-AR، UV-VIS

• VIS-EXT، VIS-NIR

• NIR I، NIR II

• Telecom-NIR

• SWIR

• YAG-BBAR

این محصولات با دقت بالا و کیفیت تضمین‌شده برای کاربردهای حساس اپتیکی و لیزی قابل ارائه هستند.

پنجره‌های اپتیکی (ویندوهای نوری)

پنجره‌های اپتیکی صفحاتی از جنس شیشه‌های اپتیکی هستند که پس از فرآیندهای سایش و پولیش، به دو سطح کاملاً موازی نسبت به هم تبدیل می‌شوند. این المان‌ها عموماً به عنوان محافظ حسگرهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و دستگاه‌های لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند. پنجره‌های اپتیکی تأثیری بر بزرگ‌نمایی سیستم ندارند.

ویژگی‌های منیزیم فلوراید (MgF₂)

منیزیم فلوراید دارای عبوردهی عالی در محدوده‌های فرابنفش (UV)، مرئی (Visible) و فروسرخ (IR) است و به‌طور گسترده در کاربردهای علمی و فناورانه مانند:

• لیزر

• اپتیک فروسرخ

• اپتیک فرابنفش

• دتکتورهای پرانرژی

مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محصولات ما

ما قادر به تأمین پنجره‌های منیزیم فلوراید (MgF₂) در ابعاد و اندازه‌های متنوع مطابق با نیاز مشتریان می‌باشد.

این محصولات با بالاترین استانداردهای کیفی و دقت اپتیکی تولید شده و برای کاربردهای حساس در صنایع پیشرفته مناسب هستند.

پنجره‌های اپتیکی

پنجره‌های اپتیکی صفحاتی از جنس شیشه‌های نوری هستند که پس از فرآیندهای سنگ‌زنی و صیقل‌کاری به دو سطح کاملاً موازی تبدیل می‌شوند. این قطعات عمدتاً به عنوان محافظ برای حسگرهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و هدهای پردازش لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ملاحظات انتخاب پنجره اپتیکی:
در انتخاب پنجره‌های اپتیکی باید به دو ویژگی کلیدی توجه ویژه داشت:

1. خواص انتقال نور ماده

2. مشخصات مکانیکی قطعه

پارامترهای مهم در پنجره‌های اپتیکی:

• میزان عبور نور (Transmission)

• کیفیت سطح (Surface quality)

• ضخامت (Thickness)

• میزان موازی بودن سطوح (Parallelism)

• جنس ماده پایه (Substrate material)

• سایر ویژگی‌های اختصاصی

هر یک از این پارامترها بسته به کاربرد خاص مورد نظر قابل تنظیم و انتخاب هستند. برای مثال در کاربردهای حساس لیزری، پارامترهای کیفیت سطح و میزان عبور نور از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند، در حالی که در محیط‌های صنعتی خشن، استحکام مکانیکی و مقاومت شیمیایی ممکن است اولویت بالاتری داشته باشند.

منیزیم فلوراید (MgF₂) – کریستالی با خواص اپتیکی برجسته

منیزیم فلوراید (MgF₂) یک کریستال دو شکستی با عملکرد اپتیکی ممتاز در محدوده فرابنفش محسوب می‌شود. این ماده به عنوان شناخته‌شده‌ترین کریستال نوری در ناحیه قطع فرابنفش (UV cutoff) شناخته می‌شود.

ویژگی‌های کلیدی:

• کاربرد گسترده در سیستم‌های فرابنفش (UV) و فروسرخ (IR)

• محدوده انتقال نوری مطلوب از 200 نانومتر تا 6 میکرون

• مقاومت و پایداری استثنایی در فرابنفش عمیق (Deep UV) و فروسرخ دور (Far IR) در مقایسه با سایر مواد نوری

این کریستال به دلیل پایداری شیمیایی و مکانیکی بالا، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای تخصصی در طیف وسیعی از سیستم‌های اپتیکی پیشرفته محسوب می‌شود.

منیزیم فلوراید (MgF₂): ماده‌ای مقاوم با خواص منحصر به فرد

منیزیم فلوراید ماده‌ای قدرتمند با ویژگی‌های استثنایی است که آن را برای کاربردهای پیشرفته ایده‌آل می‌سازد. این ماده دارای مزایای زیر می‌باشد:

مقاومت‌های چشمگیر:

• مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی

• تحمل بالا در برابر آسیب‌های لیزری

• مقاومت در برابر شوک‌های مکانیکی

• تحمل شوک‌های حرارتی

ویژگی‌های فیزیکی و اپتیکی:

• سختی بیشتر نسبت به کلسیم فلوراید (CaF₂)

• نرم‌تر از سیلیکای ذوب‌شده (Fused Silica)

• میزان اندک هیدرولیز

• سختی موس: 415

• ضریب شکست نور: 1.38

این ترکیب منحصر به فرد از خواص، منیزیم فلوراید را به گزینه‌ای ممتاز برای کاربردهای حساس در صنایع اپتیک پیشرفته، سیستم‌های لیزری و محیط‌های خورنده تبدیل کرده است. با توجه به این ویژگی‌ها، MgF₂ قادر است در شرایط سخت عملیاتی عملکردی پایدار و قابل اطمینان ارائه دهد.

پوشش‌های اپتیکی (Optical Coatings)

پوشش‌دهی اپتیکی به فرآیند اعمال یک لایه نازک از مواد شفاف دی‌الکتریک یا فلزی بر روی سطح زیرلایه به روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. هدف از این فرآیند، تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور نور از سطح ماده برای دستیابی به موارد زیر است:

• کاهش یا افزایش بازتاب نور
• ایجاد خاصیت تفکیک پرتو (Beam Splitting)
• تفکیک رنگی (Color Separation)
• فیلتراسیون نوری (Light Filtering)
• ایجاد خاصیت قطبش (Polarization)

انواع پوشش‌های اپتیکی قابل ارائه:

1. لایه‌های ضد بازتاب (Anti-Reflective Coatings)

2. لایه‌های با بازتاب بالا (High-Reflective Coatings)

3. لایه‌های طیفی (Spectral Coatings)

4. لایه‌های فلزی (Metallic Coatings)

ویژگی‌های خاص:

• ارائه پوشش‌های ضد بازتاب پهن‌باند برای محدوده‌های:

  • فرابنفش (UV)

  • طیف مرئی (Visible)

  • فروسرخ نزدیک (NIR)

  • فروسرخ میانی (Mid-IR)

این پوشش‌ها با استفاده از پیشرفته‌ترین فناوری‌های لایه‌گذاری و با دقت نانومتری تولید می‌شوند تا بالاترین کارایی اپتیکی را در کاربردهای مختلف تضمین کنند.

پنجره‌های اپتیکی منیزیم فلوراید (MgF₂) در گریدهای UV و DUV

گرید UV

اندازه‌های استاندارد:

• قطر × ارتفاع: ۴۰×۱۰۰ میلی‌متر، ۷۰×۱۰۰ میلی‌متر، ۱۰۰×۱۰۰ میلی‌متر

حداکثر اندازه قابل تولید:

• قطر × ارتفاع: ۲۰۰×۵۰ میلی‌متر

محدوده طول موج:

• ۲۸۰ نانومتر تا ۶ میکرومتر

ساختار کریستالی:

• تک‌کریستال (Monocrystalline)

• زیرساختار (Sub-structure)

• چندکریستال (Polycrystalline)

میزان عبور نور (Transmittance):

• بیش از ۹۲% در محدوده ۲۸۰ نانومتر تا ۶ میکرومتر (نمونه با ضخامت ۱۰ میلی‌متر)

عبور داخلی (Internal Transmittance):

• بیش از ۹۹% در ۲۸۰ نانومتر (نمونه با ضخامت ۱۰ میلی‌متر)

دو شکست تنشی متوسط (Stress Birefringence):

• ۱۰ تا ۲۰ نانومتر بر سانتیمتر @ ۶۳۳ نانومتر

• کمتر از ۱۰ نانومتر بر سانتیمتر (نیازمند رشد به روش CZ)

یکنواختی اپتیکی (Optical Uniformity):

• ۳ تا ۲۰ ppm @ ۶۳۳ نانومتر

آزمون کیفیت با لیزر سبز:

• عدم مشاهده ستون نور، حباب یا ذرات پراکنده تحت تابش ۲۵ میلی‌وات

گرید DUV (فرابنفش عمیق)

اندازه‌های استاندارد:

• قطر × ارتفاع: ۴۰×۱۰۰ میلی‌متر، ۷۰×۱۰۰ میلی‌متر، ۱۰۰×۱۰۰ میلی‌متر

حداکثر اندازه قابل تولید:

• قطر × ارتفاع: ۲۰۰×۵۰ میلی‌متر

محدوده طول موج:

• ۱۲۰ نانومتر تا ۶ میکرومتر

ساختار کریستالی:

• تک‌کریستال (Monocrystalline)

• زیرساختار (Sub-structure)

• چندکریستال (Polycrystalline)

میزان عبور نور (Transmittance):

• بیش از ۶۰% @ ۱۲۱ نانومتر

• بیش از ۸۵% @ ۱۶۰ نانومتر

• بیش از ۹۰% @ ۲۰۰ نانومتر (نمونه با ضخامت ۱۰ میلی‌متر)

عبور داخلی (Internal Transmittance):

• بیش از ۹۹% در ۲۰۰ نانومتر (نمونه با ضخامت ۱۰ میلی‌متر)

دو شکست تنشی متوسط (Stress Birefringence):

• کمتر از ۱۰ نانومتر بر سانتیمتر @ ۶۳۳ نانومتر (نیازمند رشد به روش CZ)

یکنواختی اپتیکی (Optical Uniformity):

• ۳ تا ۱۰ ppm @ ۶۳۳ نانومتر

آزمون کیفیت با لیزر سبز:

• عدم مشاهده ستون نور، حباب یا ذرات پراکنده تحت تابش ۲۵ تا ۱۲۵ میلی‌وات

کاربردهای کلیدی:

• سیستم‌های لیزری فرابنفش (UV Lasers)

• طیف‌سنجی فرابنفش عمیق (DUV Spectroscopy)

• اپتیک‌های فضایی و نجوم

• لیزرهای اگزایمر

• سیستم‌های لیتوگرافی پیشرفته

این محصولات با بالاترین استانداردهای کیفی و با استفاده از فناوری‌های پیشرفته رشد کریستال (مانند روش CZ) تولید می‌شوند.

آزمون عبور نور (Transmittance Test)

تجهیزات آزمایش:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

نمونه‌های مورد آزمایش:

• کریستال‌های منیزیم فلوراید (MgF₂)

• قطر نمونه: ۲۰ تا ۵۰ میلی‌متر

• ضخامت نمونه: ۱۰ ± ۰.۵ میلی‌متر

• کیفیت سطح پرداخت شده: ۸۰/۵۰

محدوده طول موج آزمایش:

• ۱۹۰ نانومتر تا ۱۱۰۰ نانومتر

• ۲.۵ میکرومتر تا ۱۲ میکرومتر

الزامات کیفی:

• میزان عبور نور (Transmittance) باید بیشتر از ۹۲% در طول موج ۲۸۰ نانومتر باشد.

این آزمون با دقت بالا و با استفاده از تجهیزات پیشرفته انجام می‌شود تا از کیفیت و کارایی کریستال‌های منیزیم فلوراید در محدوده‌های مختلف طول موج اطمینان حاصل شود.

تک کریستال (Monocrystalline)

ویژگی‌های ظاهری:

• در بررسی با نور روز و با چشم غیرمسلح، هیچ مرز دانه‌ای (grain boundaries) یا خطوط موج‌دار (wicker-like stripes) روی سطح کریستال مشاهده نمی‌شود.

توضیحات فنی:
ساختار تک‌کریستالی این ماده به معنی آن است که:

1. شبکه کریستالی در تمام حجم نمونه جهت‌گیری یکسانی دارد

2. عاری از هرگونه مرز دانه یا ناهمگونی ماکروسکوپی است

3. دارای خواص نوری و مکانیکی همگن در تمامی جهات می‌باشد

این ویژگی‌ها باعث می‌شود این ماده برای کاربردهای اپتیکی دقیق به ویژه در سیستم‌های لیزر و طیف‌سنجی ایده‌آل باشد.

تک کریستال (Monocrystalline)

ویژگی‌های ظاهری:

• در بررسی با نور روز و با چشم غیرمسلح، هیچ مرز دانه‌ای (grain boundaries) یا خطوط موج‌دار (wicker-like stripes) روی سطح کریستال مشاهده نمی‌شود.

توضیحات فنی:
ساختار تک‌کریستالی این ماده به معنی آن است که:

1. شبکه کریستالی در تمام حجم نمونه جهت‌گیری یکسانی دارد

2. عاری از هرگونه مرز دانه یا ناهمگونی ماکروسکوپی است

3. دارای خواص نوری و مکانیکی همگن در تمامی جهات می‌باشد

این ویژگی‌ها باعث می‌شود این ماده برای کاربردهای اپتیکی دقیق به ویژه در سیستم‌های لیزر و طیف‌سنجی ایده‌آل باشد.

● N-BK7
N-BK7 پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای پردازش قطعات اپتیکی با کیفیت بالا است که عبوردهی عالی از طول‌موج مرئی تا فروسرخ نزدیک (۲۰۰۰–۳۵۰ نانومتر) دارد و کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌هایی مانند تلسکوپها و لیزرها دارد. معمولاً زمانی از N-BK7 استفاده می‌شود که مزایای اضافی سیلیکای گداخته فرابنفش (یعنی عبوردهی بسیار خوب و ضریب انبساط حرارتی پایین در باند فرابنفش) مورد نیاز نباشد.

● سیلیکای گداخته فرابنفش (UV Fused Silica)
سیلیکای گداخته فرابنفش، عبوردهی بالایی از محدوده فرابنفش (UV) تا فروسرخ نزدیک (NIR) (۲۱۰۰–۱۸۵ نانومتر) دارد. علاوه بر این، سیلیکای گداخته فرابنفش در مقایسه با H-K9L (N-BK7)، یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی کمتری دارد و آن را به ویژه برای کاربردهای لیزرهای توان بالا و تصویربرداری مناسب می‌سازد.

● فلورید کلسیم (CaF₂)
به دلیل عبوردهی بالا و ضریب شکست پایین در محدوده طول‌موج ۸–۰٫۱۸ میکرومتر، از فلورید کلسیم اغلب به عنوان پنجره و عدسی در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. علاوه بر این، به دلیل داشتن آستانه آسیب بالای لیزر، کاربردهای خوبی در لیزرهای اگزایمر دارد.

● فلورید باریم (BaF₂)
فلورید باریم عبوردهی بالایی در محدوده ۱۱–۰٫۲ میکرومتر دارد و در برابر تابش پرانرژیِ قوی‌تر مقاوم است.同時 (همزمان)، فلورید باریم دارای خاصیت درخشندگی (scintillation) عالی است و می‌توان از آن برای ساخت انواع قطعات اپتیکی فروسرخ و فرابنفش استفاده کرد. با این حال، عیب فلورید باریم مقاومت کمتر آن در برابر آب است. هنگامی که در معرض آب قرار می‌گیرد، عملکرد آن در دمای ۵۰۰ درجه سلسیوس به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، اما می‌توان از آن در محیط خشک تا دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس استفاده کرد. توجه به این نکته ضروری است که هنگام کار با ماده فلورید باریم، همیشه باید از دستکش استفاده شود و پس از handling (جابه‌جایی/کار)، دست‌ها به طور کامل شسته شوند.

● فلورید منیزیم (MgF₂)
فلورید منیزیم برای کاربردهای در محدوده طول‌موج ۶–۰٫۲ میکرومتر ایده‌آل است. در مقایسه با سایر مواد، فلورید منیزیم به ویژه در محدوده طول‌موج فرابنفش عمیق و فروسرخ دور بادوام‌تر است. فلورید منیزیم ماده‌ای قدرتمند برای مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزر، شوک مکانیکی و شوک حرارتی است. این ماده از بلورهای فلورید کلسیم سخت‌تر است، اما در مقایسه با سیلیکای گداخته نسبتاً نرم محسوب می‌شود و هیدرولیز (آب‌کافت) خفیفی دارد. سختی کnoop (نوپ) آن ۴۱۵ و ضریب شکست آن ۱.۳۸ است.

● سلنید روی (ZnSe)
سلنید روی عبوردهی بالایی در محدوده ۱۶–۰٫۶ میکرومتر دارد و معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، تصویربرداری فروسرخ و سیستم‌های پزشکی استفاده می‌شود. همچنین، به دلیل جذب پایین، سلنید روی به ویژه برای استفاده در لیزرهای CO₂ توان بالا مناسب است. توجه به این نکته ضروری است که سلنید روی ماده‌ای نسبتاً نرم است (سختی کnoop (نوپ) 120) و به راحتی خش برمی‌دارد، بنابراین استفاده از آن در محیط‌های خشن توصیه نمی‌شود. هنگام نگهداری و تمیز کردن باید نهایت دقت را به خرج داد و از فشار یکنواخت برای نگه داشتن یا پاک کردن استفاده کرد. بهتر است برای جلوگیری از لکه دار شدن (tarnishing) از دستکش یا سرانگشتان پلاستیکی استفاده شود. نباید با انبرک یا سایر ابزارها آن را نگه داشت.

● سیلیکون (Si)
سیلیکون برای استفاده در باند فروسرخ نزدیک (NIR) از ۸–۱٫۲ میکرومتر مناسب است. به دلیل چگالی پایین، سیلیکون به ویژه در کاربردهایی که حساسیت به وزن وجود دارد، به خصوص در محدوده ۵–۳ میکرومتر، مناسب است. سیلیکون سختی کnoop (نوپ) 1150 دارد که از ژرمانیم سخت‌تر است و مانند ژرمانیم شکننده نیست. به دلیل داشتن باند جذب قوی در ۹ میکرومتر، برای کاربردهای انتقال در لیزرهای CO₂ مناسب نیست.

● ژرمانیم (Ge)
ژرمانیم برای استفاده در باند فروسرخ نزدیک ۱۶–۲ میکرومتر مناسب است و برای لیزرهای فروسرخ بسیار مناسب است. به دلیل ضریب شکست بالا، انحنای سطح minimal (حداقلی) و ابیراهی رنگی (chromatic aberration) پایین، ژرمانیم معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری توان پایین نیاز به تصحیح (correction) ندارد. با این حال، ژرمانیم به شدت تحت تأثیر دما قرار می‌گیرد و با افزایش دما، عبوردهی آن کاهش می‌یابد. بنابراین، فقط می‌توان آن را در دماهای زیر ۱۰۰ درجه سلسیوس به کار برد. هنگام طراحی سیستم‌هایی با الزامات وزنی سختگیرانه، چگالی ژرمانیم (۵.۳۳ گرم بر سانتیمتر مکعب) باید در نظر گرفته شود. عدسی‌های ژرمانیم دارای سطح تراش‌خورده دقیق با دستگاه تراش الماسی هستند که آنها را برای انواع کاربردهای فروسرخ، از جمله سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، جداکننده‌های پرتو فروسرخ، دوربردسنجی (telemetry) و در حوزه فروسرخ پیش‌نگر (FLIR) بسیار مناسب می‌سازد.

● CVD ZnS (سلنید روی رسوب‌شده به روش CVD)
CVD ZnS تنها ماده اپتیکی فروسرخ، به غیر از الماس، است که محدوده 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 عدسی برای سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا و همچنین برای کاربردهای پیشرفته نظامی مانند پنجره‌های “سه-اپتیکی” (tri-optical) و پنجره‌های مرکب لیزر فروسرخ نزدیک / فروسرخ دو-رنگ (dual-color infrared) استفاده کرد.