پنجره‌های گوه‌ای لیتیوم فلوراید

پنجره‌های گوه‌ای فلوئورید لیتیم (LiF)

پنجره‌های گوه‌ای دارای دو سطح با زاویه انحنای مشخص هستند. این طراحی غیرموازی از دو اثر نامطلوب جلوگیری می‌کند:

1. اثر تداخل (اتالون): ناشی از بازتاب نور بین سطوح موازی پنجره‌های استاندارد

2. بازخورد تداخل نوری: در حفره تشدید لیزر که باعث ناپایداری خروجی، پرش مُد و مشکلات مشابه می‌شود

این پنجره‌ها قادر به انحراف پرتو ورودی به زاویه‌ای مشخص هستند. در صورت استفاده جفتی، با چرخش نسبی دو گوه می‌توان پرتو خروجی را در هر جهت دلخواه درون یک مخروط زاویه‌ای تنظیم کرد.

ویژگی‌های کریستال فلوئورید لیتیم (LiF)

• محدوده انتقال استثنایی: 110 تا 6,600 نانومتر

• بالاترین عبور در طیف VUV (فرابنفش خلأ) در بین مواد شناخته شده

• کمترین ضریب شکست در محدوده مادون قرمز

• کاربردهای کلیدی:

  • پنجره‌های اپتیکی در سیستم‌های فرابنفش

  • پنجره‌های لیزرهای مادون قرمز و دستگاه‌های دید در شب مادون قرمز

توانایی‌های تولیدی

• ابعاد قابل تولید:

  • قطر: 2 تا 300 میلی‌متر

  • ضخامت: 0.12 تا 60 میلی‌متر

• دقت سطح: تا 20-10 (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

• میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

• گونیومتر 15 ثانیه‌ای

• سیستم سنترینگ UV ژل

• ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی

گزینه‌های پوشش‌دهی:

• MgF₂

• ضدبازتاب فرابنفش (UV-AR)

• ضدبازتاب مرئی-فرابنفش (UV-VIS)

• ضدبازتاب مادون قرمز (NIR I, II)

• پوشش‌های تخصصی Telecom-NIR و SWIR

این محصولات با دقت اپتیکی بالا و کیفیت تضمین‌شده، برای کاربردهای حساس لیزری و طیف‌سنجی ایده‌آل هستند.

پنجره‌های اپتیکی فلوئورید لیتیم (LiF)

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 دستگاه‌های لیزری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌های منحصر به فرد فلوئورید لیتیم:

• ضریب شکست پایین: این ویژگی امکان استفاده از پنجره‌های LiF را بدون نیاز به پوشش ضدبازتاب (AR) فراهم می‌سازد

• کاربردهای تخصصی:

  • پنجره‌های انتقال UV در کاربردهای طیف‌سنجی

  • المان‌های پراش در طیف‌سنجی اشعه ایکس

  • پنجره‌های مادون قرمز در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

توانایی‌های تولیدی:
ما قادر به تأمین پنجره‌های فلوئورید لیتیم در ابعاد و اندازه‌های مختلف مطابق با نیازهای دقیق مشتریان هستیم. این محصولات با دقت اپتیکی بالا و کیفیت مطلوب تولید می‌شوند تا کارایی بهینه در کاربردهای حساس را تضمین کنند.

مزایای کلیدی:

• عبور نور بالا در محدوده‌های UV تا مادون قرمز

• مقاومت حرارتی مناسب

• پایداری شیمیایی خوب

• عدم نیاز به پوشش ضدبازتاب در بسیاری از کاربردها

پنجره‌های اپتیکی (ویندوزهای نوری)

پنجره‌های اپتیکی صفحاتی از جنس شیشه‌های نوری هستند که پس از فرآیندهای سنگ‌زنی و پرداخت، به دو سطح کاملاً موازی تبدیل می‌شوند. این قطعات به طور معمول 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 اساسی توجه نمود:

1. ویژگی‌های انتقال نوری ماده

2. خواص مکانیکی قطعه

پارامترهای کلیدی پنجره‌های اپتیکی:

• ضریب انتقال نور (Transmission): محدوده طیفی و درصد عبور نور

• کیفیت سطح (Surface quality): صافی و یکنواختی سطح

• ضخامت (Thickness): تأثیرگذار بر استحکام مکانیکی و خواص نوری

• درجه موازی بودن سطوح (Parallelism): دقت همترازی سطوح

• جنس ماده پایه (Substrate material): تعیین کننده خواص نوری و مکانیکی

• سایر ویژگی‌های اختصاصی: مقاومت حرارتی، پایداری شیمیایی و…

هر یک از این پارامترها بسته به کاربرد خاص می‌توانند به دقت انتخاب و تنظیم شوند. به عنوان مثال، در کاربردهای لیزری پرتوان، موازی بودن سطوح و کیفیت سطح از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، در حالی که در محیط‌های صنعتی خشن، استحکام مکانیکی ممکن است اولویت بالاتری داشته باشد.

کریستال فلوئورید لیتیم (LiF): یک ماده اپتیکی استثنایی

کریستال فلوئورید لیتیم (LiF) به عنوان یک ماده کریستالی اپتیکی ممتاز شناخته می‌شود که دارای ویژگی‌های منحصر به فرد زیر است:

ویژگی‌های نوری:

1. محدوده انتقال گسترده: 110 تا 6600 نانومتر (از محدوده خلأ فرابنفش تا مادون قرمز)

2. عبور نور بسیار بالا: بالاترین میزان عبور در بین مواد شناخته شده در محدوده فرابنفش خلأ (VUV)

3. ضریب شکست پایین: کمترین ضریب شکست در محدوده مادون قرمز

کاربردهای اصلی:

• به عنوان پنجره اپتیکی:

  • ماده اولیه ایده‌آل برای پنجره‌های محدوده فرابنفش

  • کاربرد در پنجره‌های لیزرهای مادون قرمز

  • استفاده در دستگاه‌های دید در شب مادون قرمز

• در تجهیزات علمی و صنعتی:

  • جزء ضروری کریستال‌های طیف‌سنجی در:

    • پروب‌های الکترونیکی

    • آنالایزرهای فلورسانس

    • ابزارآلات اپتیکی بزرگ

مزایای کلیدی:

1. عملکرد بی‌نظیر در محدوده VUV

2. پایداری شیمیایی و حرارتی مناسب

3. تطبیق‌پذیری بالا در کاربردهای مختلف طیف‌سنجی

4. کیفیت اپتیکی عالی در محدوده وسیع طیفی

این کریستال به دلیل ترکیب استثنایی خواص نوری و مکانیکی، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای پیشرفته در صنایع اپتیک، لیزر و تجهیزات علمی محسوب می‌شود.

حساسیت فلوئورید لیتیم (LiF) به شوک حرارتی و رطوبت

ویژگی‌های حساسیت‌پذیری:

1. شوک حرارتی:

• کریستال LiF به تغییرات ناگهانی دما حساس است

• این ویژگی می‌تواند منجر به ایجاد ترک‌های ریز در ساختار کریستال شود

• نیاز به گرمایش و سرمایش تدریجی در فرآیندهای حرارتی

2. واکنش با رطوبت در دماهای بالا:

• در دماهای بالاتر از 400°C با رطوبت جو واکنش نشان می‌دهد

• این واکنش می‌تواند باعث تخریب سطحی و کاهش کیفیت اپتیکی شود

• در محیط‌های مرطوب نیاز به محافظت ویژه دارد

ملاحظات کاربردی:

• در کاربردهای با دمای بالا باید از محیط خشک استفاده شود

• نیاز به طراحی خاص برای جلوگیری از تنش‌های حرارتی

• محدودیت دمایی در محیط‌های مرطوب: حداکثر 400°C

• در محیط‌های کنترل‌شده می‌توان تا دمای بالاتر نیز استفاده کرد

توصیه‌های فنی:

1. از تغییرات ناگهانی دما اجتناب شود

2. در محیط‌های مرطوب از پوشش‌های محافظ استفاده گردد

3. برای کاربردهای دمای بالا، سیستم‌های عایق‌بندی رطوبت مورد نیاز است

این ویژگی‌ها نیازمند در نظر گرفتن تمهیدات خاص در طراحی سیستم‌های اپتیکی با استفاده از این کریستال می‌باشد.

پوشش‌های اپتیکی (Optical Coatings)

تعریف و فرآیند:
پوشش‌دهی اپتیکی به فرآیند اعمال لایه‌های نازک از مواد شفاف دی‌الکتریک یا فلزی بر روی سطح زیرلایه به روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. این فرآیند با اهداف زیر انجام می‌گیرد:

• تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور سطح ماده

• کنترل مشخصات نوری برای کاربردهای تخصصی

انواع پوشش‌های قابل ارائه:

1. پوشش‌های ضد بازتاب (AR):

   • کاهش تلفات نوری در سطح مشترک

   • افزایش بازده سیستم‌های اپتیکی

2. پوشش‌های بازتاب‌بالا (HR):

   • بازتاب بیش از 99% در طول‌موج‌های مشخص

   • مناسب برای کاربردهای لیزری و تداخل‌سنجی

3. پوشش‌های طیفی (Spectral):

   • طراحی سفارشی برای محدوده‌های طیفی خاص

   • کاربرد در فیلترها و سیستم‌های طیف‌سنجی

4. پوشش‌های فلزی (Metallic):

   • ترکیب خواص نوری و الکتریکی

   • مناسب برای الکترودهای شفاف و کاربردهای خاص

پوشش‌های ضد بازتاب پهن‌باند:

• طراحی شده برای محدوده‌های طیفی گسترده:

  • فرابنفش (UV)

  • مرئی (Visible)

  • مادون قرمز نزدیک (NIR)

  • مادون قرمز میانی (Mid-IR)

این پوشش‌ها با استفاده از پیشرفته‌ترین تکنیک‌های لایه‌گذاری و کنترل کیفی تولید می‌شوند تا نیازهای دقیق‌ترین کاربردهای اپتیکی را برآورده سازند.

گرید DUV (فرابنفش دور)

ویژگی‌های فنی و اپتیکی:

۱. ابعاد استاندارد:

• قطرهای معمول: ۵۰ و ۱۰۰ میلی‌متر

• حداکثر اندازه قابل تولید: ۱۲۰ میلی‌متر

۲. مشخصات طیفی:

• محدوده کاربرد: ۱۱۰ نانومتر تا ۶٫۰ میکرومتر

• میزان عبور نور:

  • بیش از ۷۰% در ۱۴۰ نانومتر

  • بیش از ۹۰% در ۲۸۰ نانومتر

  • بیش از ۹۰% در ۵ میکرومتر

۳. ساختار کریستالی:

• ساختار تک‌بلوری (Monocrystalline) با کیفیت بالا

۴. پارامترهای کیفی:

• عبور داخلی: بیش از ۹۹٫۰% در ۲۸۰ نانومتر (نمونه ۱۰mm)

• دوبرابرکنندگی تنشی متوسط: حداکثر ۱۰nm/cm در ۶۳۳nm

• عبور تست نور سبز (۱۲۵-۲۵mW) بدون مشاهده:

  • ستون نور قابل رؤیت

  • حباب یا ذرات پراکنده

ملاحظات کاربردی:

• مناسب برای کاربردهای حساس در محدوده فرابنفش دور

• کیفیت اپتیکی عالی برای سیستم‌های طیف‌سنجی پیشرفته

• عدم وجود ناخالصی‌های بصری مؤثر بر عملکرد سیستم

این محصول با استانداردهای دقیق کنترل کیفیت تولید می‌شود و گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای تخصصی در محدوده DUV محسوب می‌شود.

آزمون عبور نور (Transmittance Test)

۱. تجهیزات آزمایشگاهی:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

• کرنش‌سنج (Strain gauges)

• لیزر اشاره‌گر (نور سبز، توان ۲۵-۱۲۵ میلی‌وات)

۲. نمونه‌های آزمایش:

• کریستال‌های فلوئورید لیتیم (LiF)

• قطر نمونه: ۲۰ تا ۵۰ میلی‌متر

• ضخامت نمونه: ۱۰ ± ۰٫۵ میلی‌متر

• کیفیت سطح پرداخت شده: استاندارد ۸۰/۵۰

۳. محدوده‌های طیفی آزمون:

• محدوده اول: ۱۹۰ نانومتر تا ۱۱۰۰ نانومتر

• محدوده دوم: ۲٫۵ میکرومتر تا ۱۲ میکرومتر

۴. الزامات کیفی:

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

ملاحظات آزمایشگاهی:

• کلیه اندازه‌گیری‌ها در شرایط کنترل‌شده محیطی انجام می‌شود

• دقت اندازه‌گیری در محدوده ±۰٫۵% تضمین می‌شود

• نمونه‌ها باید عاری از هرگونه آلودگی سطحی باشند

این آزمون با دقت بالا و مطابق با استانداردهای بین‌المللی انجام می‌شود تا کیفیت اپتیکی کریستال‌های فلوئورید لیتیم برای کاربردهای حساس تأیید گردد.

ساختار تک‌بلوری (Monocrystalline)

ویژگی‌های ظاهری و ساختاری:

1. یکنواختی سطح:

• عدم وجود مرز دانه‌ای (grain boundaries) قابل مشاهده با چشم غیرمسلح

• فاقد هرگونه نوارهای بیدمانند (wicker-like stripes) در بررسی بصری

2. شرایط بررسی:

• مشاهده تحت نور طبیعی روز

• بازرسی با چشم غیرمسلح (بدون بزرگنمایی)

3. کیفیت کریستال:

• ساختار کاملاً همگن و یکپارچه

• عاری از هرگونه ناهمگنی ماکروسکوپی

• سطح یکدست و بدون عیوب ظاهری

ملاحظات فنی:

• این ویژگی نشان‌دهنده کیفیت بالای رشد کریستال است

• مناسب برای کاربردهای اپتیکی حساس که نیاز به یکنواختی بالا دارند

• تضمین کننده عملکرد مطلوب در سیستم‌های نوری پیشرفته

نکته: این مشخصات مربوط به نمونه‌هایی است که تحت فرآیندهای کنترل کیفی دقیق تولید شده‌اند.

ساختار نیمه‌کریستالی (Sub-crystal)

ویژگی‌های تشخیصی:

1. مشخصات ظاهری:

• در بررسی بصری با نور طبیعی روز:

  • نوارهای موج‌دار شبیه به بید (willow stripes) روی سطح کریستال قابل مشاهده است

  • مساحت این نوارها کمتر از یک‌ششم قطر انتهایی کریستال می‌باشد

2. پس از پرداخت نهایی:

• نوارهای مذکور کاملاً محو شده و غیرقابل مشاهده می‌شوند

• سطح کریستال ظاهری یکنواخت و صاف پیدا می‌کند

ملاحظات فنی:

• این ساختار نشان‌دهنده کیفیت متوسط کریستال است

• مناسب برای کاربردهای صنعتی که نیاز به کیفیت اپتیکی بسیار بالا ندارند

• پس از پرداخت، عملکرد قابل قبولی در سیستم‌های اپتیکی ارائه می‌دهد

کاربردهای معمول:

• سیستم‌های اپتیکی غیرحساس

• تجهیزات صنعتی با نیازمندی‌های متوسط

• مواردی که ملاحظات اقتصادی در اولویت قرار دارد

ساختار چندبلوری (Polycrystalline)

ویژگی‌های تشخیصی:

1. مشخصه‌های ظاهری:

• در بررسی بصری با نور طبیعی روز:

  • خطوط مرز بلوری (crystal boundary lines) کاملاً نافذ و قابل مشاهده است

  • اختلاف محسوس در میزان روشنایی بین دو طرف مرزهای بلوری وجود دارد

2. ویژگی‌های ساختاری:

• تشکیل شده از بلورهای کوچک متعدد با جهت‌گیری‌های متفاوت

• مرزهای دانه‌ای (grain boundaries) کاملاً مشخص و واضح

ملاحظات فنی:

• این ساختار نشان‌دهنده کیفیت متوسط به پایین کریستال است

• وجود ناهمگنی‌های اپتیکی محسوس در سطح ماکروسکوپی

• مناسب برای کاربردهای غیرحساس اپتیکی با نیازمندی‌های پایین

محدودیت‌های کاربردی:

• ممکن است در سیستم‌های اپتیکی حساس ایجاد اعوجاج کند

• معمولاً هزینه تولید پایین‌تری نسبت به نمونه‌های تک‌بلوری دارد

• مناسب برای کاربردهای عمومی که نیاز به یکنواختی بالا ندارند

نکته: این نوع ساختار در مصارف صنعتی معمولی که نیاز به کیفیت اپتیکی بسیار بالا ندارند، قابل استفاده است.

مواد اپتیکی و کاربردهای تخصصی آنها

1. شیشه اپتیکی N-BK7

• پرکاربردترین نوع شیشه اپتیکی برای تولید قطعات باکیفیت

• محدوده عبور عالی از مرئی تا مادون قرمز نزدیک (350-2000 نانومتر)

• کاربرد گسترده در تلسکوپ‌ها و سیستم‌های لیزری

• گزینه اقتصادی برای کاربردهایی که نیاز به خواص سیلیکا ذوب شده UV ندارند

2. سیلیکا ذوب شده UV

• محدوده عبور گسترده از UV تا مادون قرمز نزدیک (185-2100 نانومتر)

• یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی کمتر نسبت به N-BK7

• مناسب برای لیزرهای پرتوان و کاربردهای تصویربرداری دقیق

3. فلوئورید کلسیم (CaF₂)

• عبور بالا و ضریب شکست پایین در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرون

• کاربرد در پنجره‌ها و لنزهای طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

• مقاومت بالا در برابر آسیب لیزر، مناسب برای لیزرهای اگزایمر

4. فلوئورید باریم (BaF₂)

• محدوده عبور 200 نانومتر تا 11 میکرون

• مقاوم در برابر تابش‌های پرانرژی

• حساس به رطوبت (محدودیت دمایی 500°C در محیط مرطوب، 800°C در محیط خشک)

• نیاز به رعایت نکات ایمنی در حین کار

5. فلوئورید منیزیم (MgF₂)

• محدوده کاربرد 200 نانومتر تا 6 میکرون

• مقاومت عالی در برابر:

  • خوردگی شیمیایی

  • آسیب لیزر

  • شوک‌های مکانیکی و حرارتی

• سختی موس: 415

• ضریب شکست: 1.38

6. سلنید روی (ZnSe)

• محدوده عبور 600 نانومتر تا 16 میکرون

• کاربرد در تصویربرداری حرارتی و سیستم‌های پزشکی

• نیاز به مراقبت ویژه به دلیل نرمی (سختی موس 120)

7. سیلیکون (Si)

• محدوده کاربرد 1.2 تا 8 میکرون

• چگالی پایین، مناسب برای کاربردهای حساس به وزن

• سختی بالا (سختی موس 1150)

8. ژرمانیم (Ge)

• محدوده کاربرد 2 تا 16 میکرون

• ضریب شکست بالا و انحراف رنگی کم

• حساسیت دمایی (کاربرد تا 100°C)

• چگالی بالا (5.33 g/cm³)

9. CVD ZnS

• تنها ماده اپتیکی مادون قرمز (پس از الماس) با پوشش طیف کامل

• کاربرد در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا

• مناسب برای پنجره‌های “سه-اپتیکی” پیشرفته

هر یک از این مواد با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در کاربردهای خاص اپتیکی و لیزری مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب ماده مناسب بستگی به نیازهای دقیق هر پروژه دارد.