توضیحات

فهرست مطالب

پنجره‌های مستطیلی فلورید کلسیم (CaF₂)

پنجره‌های نوری از جمله اجزای پایه‌ای در اپتیک هستند که معمولاً به عنوان محافظی برای سنسورهای الکترونیکی یا آشکارسازها در برابر محیط خارجی استفاده می‌شوند. این پنجره‌ها دو محیط را از یکدیگر جدا می‌کنند (مانند جداسازی فضای داخلی دستگاه از محیط بیرون) و از تجهیزات داخلی در برابر عوامل خارجی محافظت می‌نمایند، بدون آن‌که بر بزرگ‌نمایی سیستم تأثیر بگذارند.

فلورید کلسیم (CaF₂) به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، از جمله:

سختی بالا
مقاومت عالی در برابر شوک‌های مکانیکی و حرارتی
عبوردهی مطلوب در محدوده‌های فرابنفش (UV)، مرئی و مادون قرمز (IR)
کاربرد گسترده‌ای در حوزه‌های علمی و فناوری مانند لیزرها، اپتیک فرابنفش، اپتیک مادون قرمز و آشکارسازهای پرانرژی دارد. این ماده به‌ویژه در محدوده فرابنفش عملکردی استثنایی دارد و به عنوان یکی از بلورهای نوری شناخته‌شده با حداقل قطع UV، عبوردهی بالا و تشعشعات فلورسانس پایین، گزینه‌ای ایده‌آل برای سیستم‌های نوری فرابنفش، لیزرهای UV و حسگرهای فوتودتکتور UV محسوب می‌شود.

توانایی‌های تولیدی:

ما قادر به ارائه پنجره‌های مستطیلی CaF₂ در ابعاد و مشخصات زیر هستیم:

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

تجهیزات کنترل کیفیت:

دستگاه‌های ZYGO، AFM
اندازه‌گیرهای انعکاس و عبور
گونیومتر ۱۵ ثانیه‌ای
سیستم مرکز‌یابی UV ژله‌ای
ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی
تصویربردار ۲ بعدی
اندازه‌گیر قطر کره

گزینه‌های پوشش (کوتیнг):

MgF₂
پوشش ضد بازتاب فرابنفش (UV-AR)
پوشش ضد بازتاب مرئی-فرابنفش (UV-VIS)
پوشش گسترده مرئی (VIS-EXT)
پوشش مرئی-مادون قرمز نزدیک (VIS-NIR)
مادون قرمز نزدیک I و II (NIR I, NIR II)
پوشش مخابراتی مادون قرمز (Telecom-NIR)
پوشش مادون قرمز موج کوتاه (SWIR)
پوشش YAG-BBAR

این محصولات با دقت بالا و مطابق با استانداردهای بین‌المللی تولید می‌شوند تا نیازهای پیچیده صنایع مختلف را برآورده سازند.

معرفی محصول:

11 39

پنجره‌های اپتیکی (Optical Windows) قطعاتی از شیشه یا مواد شفاف هستند که دو سطح آن‌ها کاملاً صیقل داده شده و به صورت موازی با یکدیگر ساخته می‌شود. این قطعات معمولاً به‌عنوان محافظ برای حسگرهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و تجهیزات لیزری به کار می‌روند.

پنجره‌های اپتیکی هیچ تغییری در بزرگ‌نمایی سیستم ایجاد نمی‌کنند و تنها نقش یک پوشش محافظ شفاف را دارند.

برای ساخت این قطعات از انواع مواد اپتیکی استفاده می‌شود؛ از جمله شیشه‌های N-BK7، کوارتز ذوب‌شده فرابنفش (UV Fused Silica)، کوارتز ذوب‌شده فروسرخ (IR Fused Silica) و همچنین مواد کریستالی مانند فلورید کلسیم (CaF2)، فلورید منیزیم (MgF2)، سلنید روی (ZnSe)، ژرمانیوم (Ge) و سیلیکون (Si).

12 37

پنجره‌های اپتیکی قطعاتی از شیشه یا مواد شفاف هستند که با سنگ‌زنی و پولیش دقیق، به گونه‌ای ساخته می‌شوند که دو سطح کاملاً موازی داشته باشند. این قطعات معمولاً به‌عنوان لایه‌های محافظ برای حسگرهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و هدهای پردازش لیزری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در انتخاب یک پنجره اپتیکی، باید به ویژگی‌های نوری ماده ــ به‌ویژه میزان عبوردهی (Transmission) ــ و همچنین مشخصات مکانیکی آن توجه کرد. پارامترهای مهم در طراحی و انتخاب پنجره شامل عبوردهی نور، کیفیت سطح، ضخامت، میزان موازی‌بودن سطوح، جنس زیرلایه و سایر ویژگی‌های مرتبط است. انتخاب نهایی باید بر اساس نوع کاربرد و نیازهای دقیق سیستم انجام شود.

13 38

فلورید کلسیم (CaF2) یک کریستال مکعبی بی‌رنگ و نامحلول در آب است که جزو معدود کریستال‌های طبیعی موجود در طبیعت به شمار می‌رود. این ماده به دلیل ویژگی‌های نوری بسیار مناسب خود، کاربردهای مهمی در صنعت اپتیک دارد، از جمله: محدوده عبور نور وسیع، عبوردهی بالا، ضریب شکست کم و پراکندگی نسبی بزرگ.

15 38

کریستال‌های فلورید کلسیم (CaF2) به‌طور گسترده به‌عنوان پنجره، لنز، منشور، تقسیم‌کننده پرتو و مواد زیرلایه در طول موج‌های UV خلأ تا مادون‌قرمز میانی استفاده می‌شوند، زیرا دارای عبوردهی بالا و آستانه آسیب لیزری بسیار بالا در ناحیه UV عمیق هستند.

کریستال‌های تک‌بلور فلورید کلسیم با خلوص بالا، مواد مناسبی برای پنجره‌های لیزر اکسیمر در باند UV خلأ به شمار می‌روند، و کریستال‌های تک‌بلور یا تک‌بلورهای فورج‌شده داغ نیز به‌عنوان پنجره برای لیزرهای کربن مونوکسید و لیزرهای شیمیایی استفاده می‌شوند.

ویژگی‌های نوری عالی کریستال‌های فلورید کلسیم در باند خلأ، با هیچ ماده دیگری قابل مقایسه نیست. علاوه بر این، مواد تک‌بلور فلورید کلسیم برای این باند دارای مزایایی از جمله مقاومت در برابر تابش، مقاومت بالا در برابر ازن، مقاومت در برابر خوردگی فلوئور و هزینه پایین نیز هستند.

16 9

روکش (Coating) به فرآیند پوشش‌دهی یک لایه شفاف الکترولیتی یا لایه فلزی روی سطح ماده زیرلایه با روش‌های فیزیکی یا شیمیایی گفته می‌شود. هدف از این کار تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور نور سطح ماده است تا نیازهای مختلفی مانند کاهش یا افزایش بازتاب، تقسیم پرتو، جداسازی رنگ، فیلتر نور، قطبش و سایر خواص نوری تأمین شود.

ما می‌توانیم انواع پوشش‌های اپتیکی را ارائه دهیم، از جمله:

لایه‌های ضدبازتاب (Anti-reflective)
لایه‌های با بازتاب بالا (High-reflective)
لایه‌های طیفی (Spectral)
لایه‌های فلزی (Metallic)

لایه‌های ضدبازتاب پهن‌باند برای طول موج‌های UV، مرئی، NIR و مادون‌قرمز میانی نیز در دسترس هستند.

21 28

اطلاعات فنی (Technical Information)

22 27

Grade	Typical Size	Maximum Size	Application Wavelength	Crystal Structure	Internal Transmittance	Stress Birefringence	Optical Uniformity	Notes / Additional Tests
VIR Grade	φ80×180mm, φ100×180mm	φ400×60mm	400nm – 7.6μm	Monocrystalline, Sub-structure, Polycrystalline	>99.0% (10mm thick)	PV 1~30nm/cm @ 633nm	PV 3 – 50ppm @ 633nm	25-125mW green light test: no visible light column, bubbles, scattered particles
UR Grade	φ80×180mm, φ100×180mm	φ400×60mm	200nm – 400nm	Single crystal allows substructure	>99.0% (10mm thick)	PV 1~30nm/cm @ 633nm	PV 3 – 20ppm @ 633nm	No absorption peak at 205nm, absorption peak near 306nm±5nm ≤0.2%; 25-125mW green light test as above
VUV Grade	—	—	130nm – 200nm	Monocrystalline	>50% @130nm, >80% @160nm, >85% @200nm (10mm thick)	PV 1~20nm/cm @ 633nm	PV 1 – 15ppm @ 633nm	25-125mW green light test as above
IC Tool Grade (ICT Grade)	—	—	157nm, 193nm, 248nm, 355nm	Monocrystalline	>99.8% @355nm, >99.8% @248nm, >99.7% @193nm, >99.4% @157nm (10mm thick); No absorption at 205nm and 306nm	PV 2~10nm/cm @ 633nm	PV 3 – 20ppm @ 633nm	25-125mW green light test as above
IC Laser Grade (ICL Grade)	Typical metrics same as IC Tool Grade	—	—	—	—	—	—	Laser tolerance: consult for standards; Laser damage threshold: ~7J/cm² @193nm
Raman Grade	—	—	130nm – 7.6μm	Monocrystalline	>50% @130nm, >80% @160nm, >85% @200nm (10mm thick); No absorption at 205nm and 306nm	PV 2~30nm/cm @633nm	—	25-125mW green light test; Non-fluorescent crystals
Transmittance Test	—	—	—	—	—	—	—	Inspection equipment: UV-Visible Spectrophotometer

23 27

● نمونه‌ها:
کریستال‌های فلورید کلسیم بدون پراکندگی، با قطر حداقل ۲۰ میلی‌متر و ضخامت حداقل ۳ میلی‌متر، با پرداخت سطح صیقلی تا کیفیت ۸۰/۵۰

● گرید:
IR Grade

● ویژگی عبوردهی نور:
عبوردهی برای طول موج‌های ۴۰۰ نانومتر و بالاتر بالای ۹۳٪ است و در محدوده طول موج ۲۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر ممکن است در ۲۰۵ نانومتر یا پیک ۳۰۶ نانومتر جذب وجود داشته باشد.

تک‌بلور (Monocrystalline)

● هنگام بررسی سطح کریستال با چشم غیرمسلح در نور روز، هیچ‌گونه مرز دانه قابل مشاهده یا خطوط شبیه بافت حصیری (wicker-like stripes) دیده نمی‌شود.

24 26

زیرکریستال (Sub-crystal)

● هنگام بررسی سطح کریستال با چشم غیرمسلح در نور روز، خطوط شبیه به شاخه‌های بید (willow stripes) روی سطح کریستال مشاهده می‌شود که مساحت آن کمتر از ۱/۶ قطر انتهایی است، و پس از پرداخت صیقلی، این خطوط قابل مشاهده نیستند.

25 27

چندبلور (Polycrystalline)

● هنگام بررسی سطح کریستال با چشم غیرمسلح در نور روز، خطوط مرز کریستال نفوذی روی سطح کریستال مشاهده می‌شود و تفاوت روشنایی و تیرگی دو طرف این خطوط مرز کریستال کاملاً مشهود است.

26 23

N-BK7

شیشه اپتیکی N-BK7 پرکاربردترین شیشه برای تولید قطعات اپتیکی با کیفیت بالا است. این ماده عبوردهی بسیار خوبی از طول موج مرئی تا نزدیک مادون‌قرمز (350-2000 نانومتر) دارد و در تلسکوپ‌ها، لیزرها و سایر حوزه‌ها کاربرد وسیعی دارد. N-BK7 معمولاً زمانی انتخاب می‌شود که مزایای اضافی کوارتز ذوب‌شده UV (عبوردهی بسیار بالا و ضریب انبساط حرارتی پایین در باند UV) مورد نیاز نباشد.

UV Fused Silica

کوارتز ذوب‌شده UV عبوردهی بالایی در محدوده UV تا نزدیک مادون‌قرمز (185-2100 نانومتر) دارد. علاوه بر این، UV Fused Silica دارای یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تر نسبت به H-K9L (N-BK7) است که آن را برای کاربردهای لیزر با توان بالا و تصویربرداری مناسب می‌کند.

Calcium Fluoride (CaF2)

فلورید کلسیم به دلیل عبوردهی بالا و ضریب شکست پایین در طول موج 180 نانومتر تا 8 میکرومتر، اغلب به‌عنوان پنجره و لنز در اسپکترومترها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. همچنین به دلیل آستانه آسیب لیزری بالا، در لیزرهای اکسیمر کاربرد مناسبی دارد.

Barium Fluoride (BaF2)

فلورید باریم عبوردهی بالایی در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرومتر دارد و در برابر تابش‌های پرانرژی مقاوم است. همچنین خواص سینتیلاسیون عالی دارد و می‌تواند به قطعات اپتیکی مادون‌قرمز و فرابنفش تبدیل شود.
معایب: مقاومت کمتر در برابر آب؛ عملکرد آن در دمای 500℃ به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، اما در محیط خشک تا 800℃ قابل استفاده است. هنگام کار با فلورید باریم باید همیشه دستکش پوشیده و پس از تماس دست‌ها به‌خوبی شسته شوند.

Magnesium Fluoride (MgF2)

فلورید منیزیم برای کاربرد در محدوده طول موج 200 نانومتر تا 6 میکرومتر ایده‌آل است. نسبت به سایر مواد، در UV عمیق و IR دور بسیار مقاوم است. فلورید منیزیم مقاومت بالایی در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزر، شوک مکانیکی و شوک حرارتی دارد. سختی هسته آن 415 و ضریب شکست آن 1.38 است. نسبت به فلورید کلسیم سخت‌تر، اما نسبت به کوارتز ذوب‌شده نرم‌تر است و کمی هیدرولیز می‌شود.

Zinc Selenide (ZnSe)

سلنید روی عبوردهی بالایی در محدوده 600 نانومتر تا 16 میکرومتر دارد و معمولاً در تصویربرداری حرارتی، مادون‌قرمز و سیستم‌های پزشکی استفاده می‌شود. به دلیل جذب پایین، برای لیزرهای CO2 با توان بالا مناسب است.
نکات ایمنی: ZnSe نسبتاً نرم است (سختی هسته 120) و به‌راحتی خراشیده می‌شود. نباید در محیط‌های سخت استفاده شود و هنگام نگه‌داری یا تمیزکاری باید مراقبت ویژه‌ای انجام شود، بهترین روش استفاده از دستکش یا پوشش محافظ انگشت است.

Silicon (Si)

سیلیکون برای استفاده در باند نزدیک مادون‌قرمز (1.2–8 میکرومتر) مناسب است. به دلیل چگالی پایین، برای کاربردهایی که وزن حساس است مناسب است، به‌ویژه در محدوده 3–5 میکرومتر. سختی هسته آن 1150 است که از ژرمانیوم سخت‌تر و کمتر شکننده است. به دلیل باند جذب قوی در 9 میکرومتر، برای کاربردهای عبوری لیزر CO2 مناسب نیست.

Germanium (Ge)

ژرمانیوم برای باند نزدیک مادون‌قرمز 2–16 میکرومتر مناسب است و برای لیزرهای مادون‌قرمز کاربرد دارد. به دلیل ضریب شکست بالا، کم بودن انحراف رنگی و کم بودن انحنای سطح، معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری با توان پایین نیازی به اصلاح ندارد.
محدودیت‌ها: ژرمانیوم تحت تأثیر دما قرار می‌گیرد و عبوردهی با افزایش دما کاهش می‌یابد؛ بنابراین تنها در دمای زیر 100°C کاربرد دارد. چگالی آن (5.33 g/cm³) در طراحی سیستم‌های حساس به وزن باید در نظر گرفته شود. لنزهای ژرمانیوم دارای سطح تراش خورده با ماشین الماس هستند که آن‌ها را برای کاربردهای متنوع IR مانند تصویربرداری حرارتی، تقسیم‌کننده‌های پرتو مادون‌قرمز، تلماتری و سیستم‌های FLIR مناسب می‌کند.

CVD ZnS

ZnS تولید شده با روش CVD تنها ماده اپتیکی مادون‌قرمز به جز الماس است که پوشش طول موج از مرئی تا مادون‌قرمز بلند (LWIR) و حتی مایکروویو را فراهم می‌کند و در حال حاضر مهم‌ترین ماده برای پنجره‌های LWIR است. می‌تواند به‌عنوان پنجره و لنز در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا و برای کاربردهای پیشرفته مانند پنجره‌های سه‌اپتیکی (tri-optical) و پنجره‌های ترکیبی لیزر نزدیک مادون‌قرمز / مادون‌قرمز دو رنگ استفاده شود.

پنجره‌های مستطیلی فلورید کلسیم