پنجره‌های مستطیلی فلوئورید لیتیم

پنجره‌های مستطیلی فلوئورید لیتیم (LiF)

پنجره‌های نوری از اجزای اساسی سیستم‌های اپتیکی محسوب می‌شوند که عمدتاً به عنوان محافظی برای حسگرهای الکترونیکی یا دتکتورها در برابر محیط خارجی به کار می‌روند. این قطعات با جداسازی دو محیط (مانند فضای داخلی دستگاه از محیط بیرونی)، از تجهیزات داخلی محافظت می‌کنند، بدون آنکه بر بزرگ‌نمایی سیستم تأثیر بگذارند.

ویژگی‌های فلوئورید لیتیم (LiF):

• یکی از مواد متداول در حوزه اپتیک مادون قرمز

• دارای کمترین ضریب شکست در میان مواد مادون قرمز

• محدوده طیف عبوری گسترده از 120 نانومتر تا 7000 نانومتر

• کاربردهای اصلی:

  • سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

  • سیستم‌های اپتیکی هوافضا

  • سیستم‌های لیزری اگزایمر (به عنوان لنز، منشور و پنجره)

قابلیت‌های تولیدی:

• ارائه پنجره‌های مستطیلی LiF در ابعاد:

  • قطر: 2 تا 300 میلی‌متر

  • ضخامت: 0.12 تا 60 میلی‌متر

• دقت بالا:

  • کیفیت سطح تا 20-10

  • انحراف موج: 1/10 طول موج @633 نانومتر

فرآیندهای پرداخت:

1. پرداخت دیسک ژله‌ای

2. پرداخت سرعت بالا

3. پرداخت حلقوی

4. پرداخت CNC

تجهیزات کنترل کیفیت:

• اینترفرومتر ZYGO و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

• دستگاه‌های سنجش انحراف مرکزی (انعکاسی و عبوری)

• گونیومتر 15 ثانیه‌ای

• سیستم مرکزی‌یابی UV ژل

• ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی

• تصویربردار دو بعدی و سنجشگر قطر کره

گزینه‌های پوشش دهی:

• MgF₂

• پوشش‌های ضد بازتاب:

  • UV-AR (فرابنفش)

  • UV-VIS (فرابنفش-مرئی)

  • VIS-EXT (مرئی گسترده)

  • VIS-NIR (مرئی-مادون قرمز نزدیک)

  • NIR I و NIR II (مادون قرمز نزدیک)

  • Telecom-NIR (مخابراتی)

  • SWIR (مادون قرمز موج کوتاه)

• پوشش ضد بازتاب لیزر YAG (YAG-BBAR)

این محصولات با بالاترین استانداردهای کیفی و دقت اپتیکی برای کاربردهای حساس و تخصصی تولید می‌شوند.

پنجره‌های اپتیکی فلوئورید لیتیم (LiF)

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 به طور معمول به عنوان محافظ برای حسگرهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و تجهیزات لیزری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌های منحصر به فرد فلوئورید لیتیم:

• دارای ضریب شکست پایین که امکان استفاده بدون نیاز به پوشش ضد بازتاب (AR) را فراهم می‌سازد

• کاربردهای تخصصی:

  • پنجره‌های انتقال UV در کاربردهای طیف‌سنجی

  • المان پراش در طیف‌سنجی اشعه ایکس

  • پنجره‌های مادون قرمز در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

قابلیت‌های تولیدی:
ما قادر به تأمین پنجره‌های فلوئورید لیتیم در ابعاد و مشخصات فنی متنوع مطابق با نیازهای دقیق مشتریان هستیم. این محصولات با دقت اپتیکی بالا و کیفیت سطح مطلوب برای کاربردهای حساس تولید می‌شوند.

مزایای کلیدی:

• انتقال عالی در محدوده UV تا IR

• مقاومت حرارتی مناسب

• عدم نیاز به پوشش ضد بازتاب در بسیاری از کاربردها

• مناسب برای محیط‌های آزمایشگاهی و صنعتی

این پنجره‌ها با توجه به خواص منحصر به فرد فلوئورید لیتیم، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای علمی و صنعتی پیشرفته محسوب می‌شوند.

پنجره‌های اپتیکی و ملاحظات انتخاب آنها

پنجره‌های اپتیکی صفحاتی از جنس شیشه‌های اپتیکی هستند که پس از فرآیندهای سنگ‌زنی و پرداخت دقیق، به دو سطح کاملاً موازی و صیقلی تبدیل می‌شوند. این قطعات عمدتاً به عنوان محافظ برای تجهیزات حساس زیر به کار می‌روند:

• حسگرهای الکترونیکی

• لنزهای اپتیکی

• هدهای پردازش لیزری

معیارهای اساسی در انتخاب پنجره اپتیکی:

1. ویژگی‌های انتقال نوری ماده:

   • محدوده طیفی کاری

   • ضریب عبور نور

   • خواص پراکندگی

2. ویژگی‌های مکانیکی:

   • مقاومت در برابر تنش‌های محیطی

   • پایداری حرارتی

   • مقاومت شیمیایی

پارامترهای کلیدی پنجره‌های اپتیکی:

نکات انتخاب:

• انتخاب بهینه باید بر اساس نیازهای خاص هر کاربرد انجام شود

• در محیط‌های پرتنش، ویژگی‌های مکانیکی اهمیت ویژه‌ای می‌یابند

• برای کاربردهای لیزری، کیفیت سطح و ضریب انتقال از اولویت بالایی برخوردارند

• در سیستم‌های طیف‌سنجی، انتخاب محدوده عبور مناسب ضروری است

این پارامترها به صورت کاملاً تخصصی و با در نظر گرفتن شرایط کاری دستگاه طراحی و انتخاب می‌شوند تا بهترین عملکرد ممکن را تضمین کنند.

کریستال فلوئورید لیتیم (LiF): یک ماده نوری عالی با کاربردهای گسترده

کریستال فلوئورید لیتیم (LiF) یک ماده کریستالی نوری ممتاز است که دارای باند عبور گسترده (۱۱۰ تا ۶۶۰۰ نانومتر) و ضریب عبور نور بالا می‌باشد. این کریستال در بین مواد شناخته‌شده، بالاترین میزان عبور نور در ناحیه فرابنفش خلأ را دارد و به‌همین دلیل به‌عنوان ماده پنجره‌ای (ویندوز) در محدوده فرابنفش مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کریستال فلوئورید لیتیم همچنین به‌عنوان جزئی ضروری در کریستال‌های طیف‌سنج ابزارهای پیشرفته مانند پروب‌های الکترونی، آنالایزرهای فلورسانس و دستگاه‌های نوری بزرگ کاربرد دارد.

در محدوده مادون قرمز نیز این کریستال دارای کمترین ضریب شکست است و به‌همین دلیل در پنجره‌های لیزرهای مادون قرمز و دستگاه‌های دید در شب مادون قرمز استفاده می‌شود.

به‌طور خلاصه، کریستال LiF به‌دلیل خواص نوری برجسته‌اش، ماده‌ای کلیدی در فناوری‌های اپتیکی پیشرفته محسوب می‌گردد.

پوشش‌دهی (کوتیнг) به فرآیند اعمال یک لایه نازک شفاف از الکترولیت یا فلز بر روی سطح زیرلایه با استفاده از روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. هدف از این کار تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور نور در سطح ماده برای دستیابی به نیازهای خاصی همچون کاهش یا افزایش بازتاب، تقسیم پرتو، تفکیک رنگی، فیلتراسیون نوری و قطبی‌سازی است.

ما قادر به ارائه انواع پوشش‌های نوری از جمله لایه‌های ضدبازتاب، پوشش‌های بازتاب بالا، لایه‌های طیفی و لایه‌های فلزی هستیم. لایه‌های ضدبازتاب پهن‌باند برای طول‌موج‌های فرابنفش (UV)، مرئی، فروسرخ نزدیک (NIR) و فروسرخ میانی (Mid-IR) در دسترس می‌باشند.

توضیح اصطلاحات فنی:

• زیرلایه (Substrate): ماده پایه که پوشش روی آن اعمال می‌شود.

• پوشش‌های پهن‌باند (Broadband Coatings): پوشش‌هایی که در محدوده وسیعی از طول‌موج‌ها عملکرد بهینه دارند.

• فیلتراسیون نوری (Light Filtering): جداسازی انتخابی طول‌موج‌های خاص نور.

• قطبی‌سازی (Polarization): کنترل جهت ارتعاش موج نور.

درجه DUV (فرابنفش عمیق)

• اندازه‌های متداول:
  قطر ۵۰ میلی‌متر و قطر ۱۰۰ میلی‌متر

• حداکثر اندازه:
  قطر ۱۲۰ میلی‌متر

• طول‌موج کاربرد:
  ۱۱۰ نانومتر تا ۶٫۰ میکرومتر

• عبوردهی (ترازمندی):
  بیش از ۷۰٪ در طول‌موج ۱۴۰ نانومتر
  بیش از ۹۰٪ در طول‌موج ۲۸۰ نانومتر
  بیش از ۹۰٪ در طول‌موج ۵ میکرومتر

• ساختار بلوری:
  تک‌بلور (Monocrystalline)

• عبوردهی داخلی:
  بیش از ۹۹٫۰٪ در طول‌موج ۲۸۰ نانومتر (نمونه با ضخامت ۱۰ میلی‌متر)

• تنش دوگرانیکی میانگین:
  کمتر یا مساوی ۱۰ نانومتر بر سانتیمتر در طول‌موج ۶۳۳ نانومتر

• آزمون نور سبز ۲۵-۱۲۵ میلی‌وات:
  بدون ستون نور قابل مشاهده با چشم غیرمسلح، حباب، ذرات پراکنده یا سایر ناهنجاری‌های بصری

واژه‌نامه تخصصی:

• DUV (Deep Ultraviolet): فرابنفش عمیق

• Transmittance: عبوردهی (ترازمندی)

• Monocrystalline: تک‌بلور

• Stress Birefringence: تنش دوگرانیکی

• Internal Transmittance: عبوردهی داخلی

• Scattered Particles: ذرات پراکنده

آزمون عبوردهی (Transmittance Test)

تجهیزات بازرسی:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

• کرنش‌سنج (Strain Gauges)

• اشاره‌گر لیزری (نور سبز، توان ۲۵ تا ۱۲۵ میلی‌وات)

نمونه‌ها:

• بلورهای لیتیم فلوراید با قطر ۲۰ تا ۵۰ میلی‌متر و ضخامت ۰٫۵ ± ۱۰ میلی‌متر

• پرداخت سطحی صیقل‌خورده با کیفیت ۸۰/۵۰

باند آزمون:

• ۱۱۰۰–۱۹۰ نانومتر

• ۱۲–۲٫۵ میکرومتر

الزامات کیفی:

• عبوردهی بیش از ۹۲٪ در طول‌موج ۲۸۰ نانومتر (T>92%@280nm)

واژه‌نامه تخصصی:

• Surface Finish 80/50: استاندارد کیفیت سطح صیقل‌خورده بر اساس انحراف نوری و خطای سطحی

• Strain Gauge: حسگر اندازه‌گیری کرنش مکانیکی

• Test Band: محدوده طول‌موج قابل آزمون

زیربلور (Sub-crystal)

• در بررسی با چشم غیرمسلح زیر نور روز، نوارهای بیدی‌شکل (Willow Stripes) با مساحت کمتر از ۱/۶ (قطر انتهایی) بر سطح بلور مشاهده می‌شوند، و این نوارها پس از صیقل‌کاری غیرقابل مشاهده می‌گردند.

توضیح فنی:
• نوارهای بیدی‌شکل: نقص‌های خطی شبیه به برگ بید که ناشی از ناهمگنی‌های داخلی بلور هستند
• قطر انتهایی: قطر نهایی نمونه پس از پرداخت
• صیقل‌کاری: فرآیند پرداخت سطحی برای حذف لایه‌های نازک سطحی

این ویژگی نشان‌دهنده وجود نقص‌های سطحی محدود و قابل اصلاح با پرداخت نهایی است.

چندبلور (Polycrystalline)

• در بررسی با چشم غیرمسلح زیر نور روز، خطوط نافذ مرز بلور (Crystal Boundary Lines) بر سطح نمونه مشاهده شده و اختلاف درجه روشنی و تاریکی بین دو طرف این خطوط کاملاً مشهود است.

توضیح فنی:
• خطوط نافذ مرز بلور: نمایش مرز دانه‌ها (Grain Boundaries) در سطح نمونه
• اختلاف روشنی-تاریکی: ناشی از تفاوت جهت کریستالوگرافی دانه‌های مجاور و انعکاس متفاوت نور از سطوح آنها
• چشم غیرمسلح: قابل تشخیص بدون استفاده از ابزار بزرگنمایی

این ویژگی نشان‌دهنده ساختار غیریکنواخت بلوری و وجود دانه‌های مستقل با جهت‌های کریستالوگرافی متفاوت است.

شیشه اپتیکی N-BK7
N-BK7 پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای تولید قطعات اپتیکی باکیفیت بالا است که عبوردهی عالی در محدوده طول‌موج مرئی تا فروسرخ نزدیک (۲۰۰۰-۳۵۰ نانومتر) دارد و کاربردهای گسترده‌ای در تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری و سایر زمینه‌ها پیدا کرده است. معمولاً زمانی از N-BK7 استفاده می‌شود که مزایای اضافی سیلیکای گداخته UV (مانند عبوردهی بسیار خوب و ضریب انبساط حرارتی پایین در محدوده فرابنفش) مورد نیاز نباشد.

سیلیکای گداخته UV
سیلیکای گداخته UV دارای عبوردهی بالا از محدوده فرابنفش تا فروسرخ نزدیک (۲۱۰۰-۱۸۵ نانومتر) است. علاوه بر این، سیلیکای گداخته UV در مقایسه با H-K9L (N-BK7) یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تری دارد و آن را برای کاربردهای لیزر پرتوان و تصویربرداری بسیار مناسب می‌سازد.

فلورید کلسیم (CaF₂)
به دلیل عبوردهی بالا و ضریب شکست پایین در محدوده طول‌موج ۸-۰.۱۸ میکرومتر، از فلورید کلسیم معمولاً به عنوان پنجره و لنز در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. همچنین به دلیل دارا بودن آستانه آسیب لیزری بالا، کاربردهای مناسبی در لیزرهای اگزایمر دارد.

فلورید باریم (BaF₂)
فلورید باریم دارای عبوردهی بالا در محدوده ۱۱-۰.۲ میکرومتر است و در برابر تابش پرانرژی قوی مقاومت خوبی نشان می‌دهد. این ماده دارای خاصیت سینتیلاسیون عالی است و می‌توان از آن برای ساخت انواع قطعات اپتیکی فروسرخ و فرابنفش استفاده کرد. با این حال، عیب فلورید باریم مقاومت کم آن در برابر آب است. در مواجهه با آب، عملکرد آن در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد به طور محسوسی کاهش می‌یابد، اما در محیط خشک می‌توان از آن تا دمای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده کرد. توجه داشته باشید که هنگام کار با این ماده حتماً باید از دستکش استفاده شود و پس از 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، این ماده به‌ویژه در محدوده فرابنفش عمیق و فروسرخ دور بادوام‌تر است. فلورید منیزیم مقاومت بالایی در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزری، شوک مکانیکی و شوک حرارتی دارد. این ماده از بلورهای فلورید کلسیم سخت‌تر اما در مقایسه با سیلیکای گداخته نسبتاً نرم است و دارای هیدرولیز جزئی می‌باشد. سختی 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، فروسرخ و پزشکی استفاده می‌شود. همچنین به دلیل جذب پایین، برای استفاده در لیزرهای پرتوان CO₂ بسیار مناسب است. توجه داشته باشید که سلنید روی ماده‌ای نسبتاً نرم (سختی نوپ ۱۲۰) 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 حتی‌الامکان از دستکش یا سرانگشت‌پوش لاستیکی برای جلوگیری از کدر شدن سطح استفاده کرد. نباید از انبرک یا سایر ابزار برای نگهداشتن آن استفاده نمود.

سیلیکون (Si)
سیلیکون برای استفاده در باند فروسرخ نزدیک (NIR) از ۸-۱.۲ میکرومتر مناسب است. به دلیل چگالی پایین، به‌ویژه در کاربردهایی که حساسیت به وزن وجود دارد (مخصوصاً در محدوده ۵-۳ میکرومتر) مناسب است. سختی نوپ سیلیکون ۱۱۵۰ است که از ژرمانیم سخت‌تر و در عین حال کمتر شکننده است. به دلیل باند جذب قوی در ۹ میکرومتر، برای کاربردهای عبوری در لیزرهای CO₂ مناسب نیست.

ژرمانیم (Ge)
ژرمانیم برای استفاده در باند فروسرخ نزدیک ۱۶-۲ میکرومتر مناسب است و برای لیزرهای فروسرخ بسیار مطلوب است. به دلیل ضریب شکست بالا، انحنای سطح کم و ابیراهی رنگی پایین، معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری با توان پایین نیاز به تصحیح 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 سانتی‌گراد به کار برد. چگالی ژرمانیم (۵.۳۳ گرم بر سانتیمتر مکعب) در طراحی سیستم‌هایی با الزامات وزنی سخت‌گیرانه باید در نظر گرفته شود. لنزهای ژرمانیم دارای سطحی با ماشین‌کاری دقیق توسط دستگاه تراش الماسه هستند که آنها را برای انواع کاربردهای فروسرخ شامل سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، جداکننده‌های پرتو فروسرخ، دوریابی و حوزه فروسرخ پیش‌رو (FLIR) مناسب می‌سازد.

روی سولفید CVD (CVD ZnS)
CVD ZnS تنها ماده اپتیکی فروسرخ – به غیر از الماس – است که محدوده طول‌موج مرئی تا فروسرخ موج بلند (LWIR) و حتی طول‌موج‌های مایکروویو را پوشش می‌دهد و در حال حاضر مهم‌ترین ماده برای پنجره‌های LWIR محسوب می‌شود. از آن می‌توان به عنوان پنجره و لنز برای سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا و همچنین برای کاربردهای پیشرفته‌ای مانند پنجره‌های “سه-اپتیکی” (Tri-optical) و پنجره‌های کامپوزیتی لیزر فروسرخ نزدیک/دو-رنگ فروسرخ استفاده کرد.