پنجره‌های گرد منیزیم فلوراید

پنجره‌های گرد منیزیم فلوراید (MgF₂)

پنجره‌های منیزیم فلوراید (MgF₂) از جمله اجزای اپتیکی با کارایی بالا محسوب می‌شوند که ویژگی‌های منحصر به فردی ارائه می‌دهند:

ویژگی‌های کلیدی:

• عبوردهی پهن‌باند عالی از محدوده فرابنفش عمیق تا مادون‌قرمز میانی

• محدوده عبوردهی موثر: 120 نانومتر تا 8 میکرومتر

• مقاومت شیمیایی بالا در برابر خوردگی

• تحمل شوک‌های مکانیکی و حرارتی

• آستانه تحمل بالا در برابر آسیب لیزر

قابلیت‌های تولیدی شرکت ما:

• تولید پنجره‌های گرد با قطر 2 تا 300 میلی‌متر

• مجهز به پیشرفته‌ترین تجهیزات پرداخت و کنترل کیفیت:

  • ماشین‌کاری فوق دقیق تک نقطه‌ای الماسه

  • پروفایل‌سنج سطح

  • اینترفرومتر مسطح/کروی ZYGO

  • اینترفرومتر Fuji

  • اسپکتروفتومتر

  • دستگاه اندازه‌گیری انحراف مرکز

  • گونیومتر

  • و سایر تجهیزات پیشرفته

گزینه‌های پوشش‌دهی:

• پوشش ضد بازتاب فرابنفش (UV-AR)

• پوشش ضد بازتاب مرئی-فرابنفش (UV-VIS)

• پوشش ضد بازتاب گسترده مرئی (VIS-EXT)

• پوشش ضد بازتاب مرئی-مادون‌قرمز نزدیک (VIS-NIR)

• پوشش ضد بازتاب مادون‌قرمز نزدیک I و II (NIR I, NIR II)

• پوشش ضد بازتاب مخابراتی مادون‌قرمز نزدیک (Telecom-NIR)

• پوشش ضد بازتاب مادون‌قرمز موج کوتاه (SWIR)

• پوشش بهینه‌شده برای لیزر YAG (YAG-BBAR)

این محصولات با دقت اپتیکی بالا و کیفیت مطلوب برای استفاده در سیستم‌های حساس تولید می‌شوند.

پنجره‌های منیزیم فلوراید (MgF₂) – ویژگی‌ها و کاربردها

ویژگی‌های اپتیکی:
پنجره‌های منیزیم فلوراید (MgF₂) دارای عبوردهی پهن‌باند استثنایی از محدوده فرابنفش عمیق (deep-UV) تا مادون‌قرمز میانی (mid-infrared) می‌باشند. این پنجره‌ها به‌طور ویژه برای کاربردهای طیف ۲۰۰ نانومتر تا ۶ میکرومتر ایده‌آل هستند.

مزایای کلیدی:

• دوام و پایداری فوق‌العاده در محدوده فرابنفش عمیق و مادون‌قرمز میانی

• مقاومت شیمیایی و حرارتی بالا

• آستانه تحمل بالا در برابر آسیب‌های نوری

• کیفیت سطح مطلوب برای کاربردهای دقیق اپتیکی

کاربردهای اصلی:

• سیستم‌های طیف‌سنجی فرابنفش

• تجهیزات لیزری پرتوان

• اپتیک فضایی و کاربردهای نظامی

• محیط‌های خورنده و دما بالا

توانایی‌های تولیدی شرکت:
تولید پنجره‌های منیزیم فلوراید در ابعاد و سایزهای مختلف متناسب با نیازهای خاص هر کاربرد

این محصولات با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته تولید و پرداخت، کیفیت اپتیکی ممتازی را برای کاربران فراهم می‌کنند.

پنجره‌های نوری (Windows) صفحاتی از جنس شیشه‌ی نوری هستند که پس از فرآیندهای سایش و پرداخت، به دو سطح موازی با یکدیگر تبدیل می‌شوند. این قطعات عمدتاً به عنوان محافظ برای حسگرهای الکترونیکی، لنزهای نوری و هدهای پردازش لیزری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

معیارهای انتخاب پنجره‌ی نوری:

• خواص انتقال نور ماده: بازه‌ی طیفی و میزان عبور نور از ماده

• خواص مکانیکی: مقاومت در برابر فشار، دما و شرایط محیطی

پارامترهای کلیدی پنجره‌های نوری:
۱. ضریب انتقال نور (Transmission)
۲. کیفیت سطح (Surface Quality)
۳. ضخامت (Thickness)
۴. درجه موازی بودن سطوح (Parallelism)
۵. جنس ماده‌ی پایه (Substrate Material)

انتخاب پنجره‌ی مناسب باید بر اساس نیازهای کاربردی خاص، از جمله محدوده‌ی طیفی کاربرد، شرایط مکانیکی و محیطی انجام شود.

منیزیم فلوراید (MgF₂) یک کریستال دو‌رخشنده با خواص نوری عالی در محدوده‌ی فرابنفش

منیزیم فلوراید (MgF₂) به عنوان یکی از شناخته‌شده‌ترین کریستال‌های نوری در محدوده‌ی فرابنفش (UV) محسوب می‌شود که پایین‌ترین حد قطع طول موج (UV cutoff) را در میان مواد نوری دارد. این ماده به دلیل کارایی بالا در محدوده‌ی ۲۰۰ نانومتر تا ۶ میکرومتر، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای فرابنفش (UV) و فروسرخ (IR) است.

مزایای کلیدی منیزیم فلوراید نسبت به سایر مواد نوری:

• مقاومت استثنایی در محدوده‌ی فرابنفش عمیق (Deep UV) و فروسرخ دور (Far IR)

• پایداری حرارتی و مکانیکی مناسب

• تلفات نوری پایین و بازده عبور بالا در محدوده‌های UV و IR

این ویژگی‌ها، منیزیم فلوراید را به گزینه‌ای برتر برای لنزها، پنجره‌های نوری، پوشش‌های ضدبازتاب و قطعات اپتیکی در سیستم‌های لیزری و طیف‌سنجی تبدیل کرده است.

منحنی عبور نور منیزیم فلوراید (MgF₂)

منیزیم فلوراید (MgF₂) مادهای با کارایی بالا است که در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزر، شوک مکانیکی و شوک حرارتی مقاومت چشمگیری از خود نشان میدهد.

ویژگی‌های کلیدی منیزیم فلوراید:

• سختی بیشتر نسبت به کلسیم فلوراید (CaF₂)، اما نرم‌تر از سیلیکای ذوب‌شده (Fused Silica)

• مقاومت بالا در محیط‌های خورنده با قابلیت مقاومت در برابر هیدرولیز محدود

• سختی موس: ۴۱۵

• ضریب شکست نور: ۱.۳۸

این ترکیب از خواص مکانیکی و نوری مطلوب، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای اپتیکی پیشرفته، از جمله پوشش‌های ضد بازتاب، پنجره‌های لیزر و اجزای سیستم‌های طیف‌سنجی تبدیل کرده است.

پوشش‌دهی نوری (Optical Coating)

پوشش‌دهی نوری به فرآیند اعمال یک لایه نازک از فیلم‌های شفاف دی‌الکتریک یا فلزی بر روی سطح ماده پایه (سابستریت) به روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. هدف از این فرآیند، تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور نور در سطح ماده است تا نیازهای مختلف اپتیکی از جمله:

• کاهش یا افزایش بازتاب نور

• تقسیم پرتو (Beam Splitting)

• تفکیک رنگ (Color Separation)

• فیلتر کردن نور (Filtering)

• قطبی‌سازی (Polarization)
  برآورده شود.

انواع پوشش‌های نوری ارائه‌شده:

۱. پوشش‌های ضد بازتاب (Anti-Reflective Coating):

• کاهش تلفات نوری در محدوده‌های فرابنفش (UV)، مرئی (Visible)، فروسرخ نزدیک (NIR) و فروسرخ میانی (Mid-IR)

۲. پوشش‌های بازتاب‌بالا (High-Reflective Coating):

• مناسب برای آینه‌ها و کاربردهای لیزر

۳. پوشش‌های طیفی (Spectral Coating):

• برای فیلترهای نوری با دقت بالا

۴. پوشش‌های فلزی (Metallic Coating):

• استفاده در آینه‌ها و سیستم‌های اپتیکی خاص

این پوشش‌ها با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته مانند لایه‌نشانی به روش تبخیر در خلا (PVD) یا کندوپاش (Sputtering) اعمال می‌شوند تا بهترین عملکرد نوری را تضمین کنند.

درجه UV (فرابنفش)

● ابعاد استاندارد:
φ40mm×100mm، φ70mm×100mm، φ100mm×100mm

● حداکثر اندازه قابل تولید:
φ200mm×50mm

● محدوده طول موج:
280 نانومتر تا 6 میکرومتر

● ساختار کریستالی:
تک کریستال (Monocrystalline)، زیرساختار (Sub-structure)، چندکریستالی (Polycrystalline)

● ضریب عبور نور:
بیش از 92% در محدوده 280nm-6μm (نمونه با ضخامت 10mm)

● ضریب عبور داخلی:
بیش از 99% در 280nm (نمونه با ضخامت 10mm)

● دو شکست تنشی متوسط:
10-20nm/cm در 633nm

● دو شکست تنشی کمتر از 10nm/cm:
نیازمند رشد به روش CZ (کریستال سازی چکرالسکی)

● یکنواختی نوری:
PV بین 3 تا 20ppm در 633nm

● تست نور سبز 25mW:
بدون ستون نور قابل مشاهده، حباب یا ذرات پراکنده

درجه DUV (فرابنفش عمیق)

● ابعاد استاندارد:
φ40mm×100mm، φ70mm×100mm، φ100mm×100mm

● حداکثر اندازه قابل تولید:
φ200mm×50mm

● محدوده طول موج:
120 نانومتر تا 6 میکرومتر

● ساختار کریستالی:
تک کریستال، زیرساختار، چندکریستالی

● ضریب عبور نور:
T>60% در 121nm؛ T>85% در 160nm؛ T>90% در 200nm (نمونه با ضخامت 10mm)

● ضریب عبور داخلی:
بیش از 99% در 200nm (نمونه با ضخامت 10mm)

● دو شکست تنشی متوسط:
کمتر از 10nm/cm در 633nm (نیازمند رشد به روش CZ)

● یکنواختی نوری:
PV بین 3 تا 10ppm در 633nm

● تست نور سبز 25-125mW:
بدون ستون نور قابل مشاهده، حباب یا ذرات پراکنده

ملاحظات:

• کلیه مقادیر بر اساس نمونه‌های با ضخامت 10 میلی‌متر اندازه‌گیری شده‌اند

• روش رشد CZ برای دستیابی به کمترین میزان دو شکست تنشی ضروری است

• پارامترهای یکنواختی نوری بر اساس اندازه‌گیری در طول موج 633nm گزارش شده‌اند

آزمون عبور نور (Transmittance Test)

تجهیزات آزمایش:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

نمونه‌های مورد آزمایش:

• بلورهای فلوئورید منیزیم (Magnesium Fluoride Crystals)

  • قطر نمونه: 20 تا 50 میلی‌متر

  • ضخامت نمونه: 10 ± 0.5 میلی‌متر

  • پرداخت سطح: پولیش شده با کیفیت سطح 80/50

محدوده طول موج آزمایش:

• 190 نانومتر تا 1100 نانومتر

• 2.5 میکرومتر تا 12 میکرومتر

شرایط پذیرش:

• میزان عبور نور (Transmittance) باید بیش از 92% در طول موج 280 نانومتر باشد.

این آزمون با استفاده از تجهیزات دقیق طیف‌سنجی انجام می‌شود تا از کیفیت اپتیکی مطلوب بلورهای فلوئورید منیزیم اطمینان حاصل شود. نمونه‌ها با دقت بالا پرداخت شده‌اند تا نتایج آزمایش از دقت و صحت لازم برخوردار باشند.

نیمه بلور (Sub-crystal)

ویژگی‌های ظاهری:

• در بررسی بصری با چشم غیرمسلح تحت نور روز، نوارهای بیدی‌شکل (willow stripes) روی سطح کریستال مشاهده می‌شود که مساحت آنها کمتر از یک‌ششم قطر انتهایی نمونه است.

• این نوارهای بیدی‌شکل پس از پرداخت سطح کاملاً محو شده و غیرقابل تشخیص خواهند بود.

این ویژگی نشان‌دهنده ساختار نیمه‌بلوری با نواحی محدود از ناهمگنی است که پس از فرآیند پرداخت نهایی، کیفیت اپتیکی مطلوبی برای کاربردهای نوری ارائه می‌دهد.

چندبلوری (Polycrystalline)

ویژگی‌های تشخیصی:

• در بررسی چشمی با نور طبیعی روز و بدون ابزار بزرگنمایی، خطوط مرز بلورهایی که به صورت عمقی در ساختار نفوذ کرده‌اند به وضوح قابل مشاهده هستند.

• اختلاف محسوسی در میزان روشنایی و تیرگی بین دو طرف این مرزهای بلوری وجود دارد که نشانگر تفاوت در جهت‌گیری کریستالوگرافی دانه‌های مجاور است.

این مشخصات، ویژگی‌های کلیدی ساختارهای چندبلوری را نشان می‌دهد که به دلیل وجود مرز دانه‌های متعدد و تفاوت در جهت‌گیری بلوری، چنین الگوهای نوری قابل مشاهده‌ای ایجاد می‌کنند. این ساختار معمولاً در موادی دیده می‌شود که فرآیند تبلور کامل را طی نکرده‌اند.

مواد اپتیکی و کاربردهای آنها

شیشه اپتیکی N-BK7

N-BK7 پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای ساخت قطعات نوری باکیفیت است که عبوردهی عالی در محدوده مرئی تا فروسرخ نزدیک (350-2000 نانومتر) دارد. این ماده در ساخت تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری و سایر تجهیزات اپتیکی به‌طور گسترده استفاده می‌شود. معمولاً زمانی از N-BK7 استفاده می‌شود که مزایای سیلیکای ذوب‌شده UV (مانند عبوردهی بسیار خوب در محدوده UV و ضریب انبساط حرارتی پایین) مورد نیاز نباشد.

سیلیکای ذوب‌شده UV

سیلیکای ذوب‌شده UV، عبوردهی بالایی از محدوده فرابنفش تا فروسرخ نزدیک (185-2100 نانومتر) دارد. همچنین، یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تری نسبت به N-BK7 دارد و به‌ویژه برای کاربردهای لیزرهای پرتوان و سیستم‌های تصویربرداری مناسب است.

فلوئورید کلسیم (CaF₂)

به دلیل عبوردهی بالا و ضریب شکست پایین در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرومتر، فلوئورید کلسیم معمولاً به‌عنوان پنجره و عدسی در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. همچنین، به دلیل مقاومت بالا در برابر آسیب لیزر، در لیزرهای اگزایمر کاربرد دارد.

فلوئورید باریم (BaF₂)

فلوئورید باریم عبوردهی بالایی در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرومتر دارد و در برابر تابش‌های پرانرژی مقاوم است. این ماده خاصیت سینتیلاسیون عالی دارد و برای ساخت قطعات اپتیکی فرابنفش و فروسرخ مناسب است. با این حال، مقاومت کم آن در برابر آب از معایب آن محسوب می‌شود. هنگام کار با این ماده باید از دستکش استفاده شود و پس از تماس، دست‌ها به‌خوبی شسته شوند.

فلوئورید منیزیم (MgF₂)

فلوئورید منیزیم برای کاربردهای اپتیکی در محدوده 200 نانومتر تا 6 میکرومتر ایده‌آل است. این ماده در محدوده فرابنفش عمیق و فروسرخ دور مقاومت بالایی دارد و در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزر و شوک حرارتی بسیار مقاوم است. سختی آن (عدد کانوپ 415) و ضریب شکست 1.38 دارد.

سلنید روی (ZnSe)

سلنید روی عبوردهی بالایی در محدوده 600 نانومتر تا 16 میکرومتر دارد و معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی و پزشکی استفاده می‌شود. به دلیل نرمی (عدد کانوپ 120)، در محیط‌های خشن توصیه نمی‌شود و هنگام کار با آن باید احتیاط شود.

سیلیکون (Si)

سیلیکون برای استفاده در محدوده فروسرخ نزدیک (1.2-8 میکرومتر) مناسب است. به دلیل چگالی پایین، در کاربردهای حساس به وزن گزینه مناسبی است. سختی آن (عدد کانوپ 1150) از ژرمانیوم بیشتر است.

ژرمانیوم (Ge)

ژرمانیوم در محدوده فروسرخ (2-16 میکرومتر) کاربرد دارد و برای لیزرهای فروسرخ مناسب است. به دلیل حساسیت به دما، فقط تا 100 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. چگالی بالای آن (5.33 گرم بر سانتی‌متر مکعب) در طراحی سیستم‌ها باید در نظر گرفته شود.

CVD ZnS

تنها ماده اپتیکی فروسرخ (به‌جز الماس) که محدوده مرئی تا فروسرخ بلندموج (LWIR) را پوشش می‌دهد. در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا و کاربردهای پیشرفته استفاده می‌شود.