پنجره های گوه ای سلنید روی

پنجره‌های گوه‌ای سلنید روی (ZnSe)

پنجره‌های گوه‌ای دارای دو سطح با زاویه انحنای مشخص هستند. این دو سطح غیرموازی، از اثر تداخلی (اثر اِتالون) ناشی از بازتاب نور بین سطوح جلو و عقب پنجره‌های با موازی‌بودن بالا جلوگیری می‌کنند. همچنین، این طراحی از بازخورد تداخل نوری در حفره‌ی رزوناتور لیزر که منجر به ناپایداری خروجی لیزر، پرش مُد و سایر مشکلات می‌شود، ممانعت به عمل می‌آورد. از این پنجره‌ها معمولاً برای انحراف پرتو فرودی به جهت مشخص با زاویه‌ی انحراف معین استفاده می‌شود. در صورت استفاده جفتی از این پنجره‌ها، با چرخش نسبی دو گوه نسبت به هم، می‌توان پرتو خروجی را در هر جهت دلخواه درون یک مخروط زاویه‌ای با محوریت پرتو فرودی قرار داد.

ماده‌ی سلنید روی (ZnSe) به دلیل تحمل بالای آن در برابر شوک حرارتی، گزینه‌ای ایده‌آل برای سیستم‌های لیزر CO₂ پرقدرت محسوب می‌شود. سختی این ماده تنها دو سوم سختی روی سولفید (ZnS) چندطیفی است، از این رو نرم بوده و مستعد خراشیدگی می‌باشد. همچنین، ضریب شکست بالای این ماده، نیازمند پوشش‌دهی با لایه‌ی ضد بازتاب سخت برای محافظت و دستیابی به ضریب عبور بالا است. در محدوده‌ی طیفی متداول، میزان پراکندگی نور در این ماده بسیار پایین است.

شرکت ما قادر به تأمین پنجره‌های گوه‌ای ZnSe با مشخصات زیر است:

• قطر: ۲ تا ۳۰۰ میلی‌متر

• ضخامت: ۰٫۱۲ تا ۶۰ میلی‌متر

• دقت ابعادی: تا سطح ۲۰-۱۰، ۱/۱۰ طول موج @ ۶۳۳ نانومتر

• زاویه‌ی گوه: ۵ تا ۱۵ دقیقه

فرآیندهای تولید:

• پرداخت دیسک ژله‌ای

• پرداخت سرعت بالا

• پرداخت حلقوی

• پرداخت CNC

تجهیزات کنترل کیفیت:

• اینترفرومتر ZYGO، AFM

• مترهای خارج‌ازمرکز بازتاب و عبور

• گونیامتر ۱۵ ثانیه‌ای

• سیستم مرکزگذاری UV ژل

• ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی

• تصویرگر دو بعدی و سنجش‌گر قطر کره

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 مطابق با استانداردهای صنعتی تولید می‌شوند تا نیازهای کاربران در کاربردهای حساس اپتیکی را برآورده سازند.

پنجره‌های اپتیکی سلنید روی (ZnSe)

مقدمه:
پنجره‌های اپتیکی، صفحات شیشه‌ای با کیفیت بالا هستند که پس از فرآیندهای سنگ‌زنی و پرداخت دقیق، به دو سطح کاملاً موازی تبدیل می‌شوند. از این قطعات به‌طور گسترده به عنوان محافظ برای سنسورهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و دستگاه‌های لیزری استفاده می‌شود.

ویژگی‌های ماده سلنید روی (ZnSe):
سلنید روی ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت پنجره‌های محافظ و المان‌های اپتیکی در سیستم‌های زیر است:

• اپتیک لیزرهای CO₂

• سیستم‌های تصویربرداری حرارتی (FTIR) Forward Looking Infrared

• رادیومترهای حرارتی پزشکی و صنعتی

• طیف‌سنج‌های مادون قرمز

توانایی‌های تولیدی:
شرکت ما قادر به تولید و تأمین پنجره‌های ZnSe در ابعاد و اندازه‌های مختلف متناسب با نیازهای خاص مشتریان می‌باشد. این محصولات با دقت بالا و مطابق با استانداردهای صنعتی تولید می‌شوند تا عملکرد بهینه در کاربردهای حساس اپتیکی را تضمین کنند.

پنجره‌های اپتیکی: کاربردها و ویژگی‌های کلیدی

پنجره‌های اپتیکی صفحاتی از جنس شیشه یا مواد اپتیکی هستند که پس از فرآیندهای سنگ‌زنی و پرداخت دقیق، به دو سطح کاملاً موازی تبدیل می‌شوند. از این قطعات به‌طور گسترده به‌عنوان محافظ برای تجهیزات حساسی مانند سنسورهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و هدهای پردازش لیزری استفاده می‌شود.

ملاحظات انتخاب پنجره اپتیکی

در انتخاب پنجره‌های اپتیکی باید به دو ویژگی اساسی توجه داشت:

1. خواص انتقال نور ماده (انتقال طیفی در محدوده‌های مورد نیاز)

2. خواص مکانیکی (مقاومت در برابر تنش‌های حرارتی، ضربه و سایش)

پارامترهای مهم در ارزیابی پنجره‌ها

• ضریب انتقال نور (Transmission)

• کیفیت سطح (Surface Quality)

• ضخامت (Thickness)

• درجه موازی‌بودن سطوح (Parallelism)

• جنس ماده پایه (Substrate Material)

• ویژگی‌های اضافی مانند پوشش‌های ضدبازتاب (AR Coatings)

انتخاب پنجره اپتیکی باید بر اساس نیازهای خاص هر کاربرد انجام شود تا عملکرد بهینه دستگاه تضمین گردد.

شرکت ما آماده ارائه مشاوره فنی و تأمین پنجره‌های اپتیکی با استانداردهای دقیق برای مصارف صنعتی، پزشکی و تحقیقاتی است.

سلنید روی (ZnSe): ویژگی‌ها و کاربردهای اپتیکی

سلنید روی (ZnSe) یک ماده پلی‌کریستال زردرنگ و شفاف با اندازه ذرات کریستالی حدود ۷۰ میکرومتر است که محدوده انتقال نور آن از ۰.۵ تا ۱۵ میکرومتر را پوشش می‌دهد. این ماده که از طریق رسوب‌دهی شیمیایی بخار (CVD) سنتز می‌شود، به دلیل خلوص بالا، فاقد جذب ناخالصی‌ها بوده و تلفات پراکندگی بسیار ناچیزی دارد.

ویژگی‌های کلیدی:

• جذب بسیار پایین در طول موج ۱۰.۶ میکرومتر (مربوط به لیزر CO₂)

• مناسب برای سیستم‌های لیزر CO₂ پرقدرت

• کارایی بالا در کل محدوده انتقال نور خود

کاربردهای اصلی:

1. اجزای سیستم‌های لیزری:

   • آینه‌های تمام‌انعکاس و نیمه‌انعکاس

   • منشورهای قطبی‌ساز دایره‌ای

   • گسترش‌دهنده‌های پرتو (Beam Expander)

2. اجزای اپتیکی میانی و فروسرخ:

   • لنزهای مسطح‌ساز (Flat Field Lens)

   • لنزهای محدب-مقعر (Meniscus Lens)

   • آینه‌های آب‌طلاکاری شده

   • لنزهای plano-convex برای کاربردهای ۱۰.۶ میکرومتری

3. سیستم‌های اپتیکی عمومی:

   • اجزای اپتیکی برای طیف‌سنجی مادون قرمز

   • قطعات اپتیکی در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

این ماده به دلیل پایداری حرارتی بالا و خواص اپتیکی مطلوب، یکی از پرکاربردترین مواد در ساخت المان‌های اپتیکی برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی، پزشکی و تحقیقاتی محسوب می‌شود. شرکت ما با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته تولید، آماده ارائه انواع قطعات اپتیکی از جنس سلنید روی با دقت و کیفیت بالا می‌باشد.

سلنید روی تولید شده به روش CVD (رسوب شیمیایی بخار): ویژگی‌های منحصر به فرد

سلنید روی (ZnSe) تولید شده با روش CVD دارای مشخصات ممتازی است که آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای کاربردهای اپتیکی پیشرفته تبدیل می‌کند:

ویژگی‌های کلیدی:

1. درجه خلوص بسیار بالا – عاری از ناخالصی‌های جذب‌کننده نور

2. مقاومت محیطی عالی – عملکرد پایدار در شرایط سخت عملیاتی

3. قابلیت ماشین‌کاری آسان – امکان تولید قطعات با اشکال پیچیده

4. یکنواختی و ثبات عالی – کیفیت یکسان در تمام سطح ماده

کاربردهای اصلی:

• سیستم‌های لیزر CO₂ با توان بالا

• سیستم‌های تصویربرداری حرارتی مادون قرمز

• اپتیک‌های دقیق در طیف‌سنجی

• تجهیزات پزشکی و نظامی پیشرفته

این ماده به دلیل ترکیب بی‌نظیر خواص نوری و مکانیکی، انتخاب اول طراحان سیستم‌های اپتیکی حساس و پرتوان محسوب می‌شود.

پوشش‌های اپتیکی (Optical Coatings): کاربرد و فناوری

پوشش‌دهی اپتیکی به فرآیند اعمال لایه‌های نازک شفاف (الکترولیتی یا فلزی) بر سطح مواد پایه به روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. این فناوری با هدف اصلاح ویژگی‌های بازتابی و عبوری سطوح اپتیکی به کار می‌رود.

اهداف اصلی پوشش‌دهی اپتیکی:

• تنظیم میزان بازتاب و عبور نور

• ایجاد خاصیت تفکیک پرتو (Beam Splitting)

• امکان جداسازی طیفی (Color Separation)

• فیلتراسیون نوری (Light Filtering)

• کنترل قطبش نور (Polarization)

انواع پوشش‌های قابل ارائه:

1. لایه‌های ضد بازتاب (AR):

   • پوشش‌های پهن‌باند برای محدوده‌های:

     • فرابنفش (UV)

     • مرئی (Visible)

     • فروسرخ نزدیک (NIR)

     • فروسرخ میانی (Mid-IR)

2. لایه‌های بازتاب‌بالا (HR)

3. پوشش‌های طیفی (Spectral)

4. لایه‌های فلزی (Metallic)

تمامی پوشش‌ها با استفاده از پیشرفته‌ترین تکنیک‌های رسوب‌دهی شامل تبخیر حرارتی و رسوب‌دهی با پرتو یونی تولید می‌شوند. این پوشش‌ها قابلیت اعمال بر روی انواع زیرلایه‌ها از جمله شیشه، سیلیکون و مواد اپتیکی ویژه را دارند.

روش تولید و خالص‌سازی سلنید روی (ZnSe)

سلنید روی (ZnSe) از طریق فرآیند رسوب شیمیایی بخار (CVD) با استفاده از مواد اولیه با درجه خلوص بسیار بالا تولید می‌شود:

• سلنید هیدروژن (H₂Se) با خلوص 99.999% (درجه 5N)

• روی (Zn) با خلوص 99.999% (درجه 5N)

ویژگی منحصر به فرد فرآیند CVD:
خود فرآیند سنتز به عنوان یک مرحله خالص‌سازی مضاعف عمل می‌کند، چرا که:

1. ناخالصی‌های فرار در دمای واکنش تبخیر می‌شوند

2. ترکیبات ناخواسته در مراحل مختلف فرآیند حذف می‌گردند

3. ساختار کریستالی تشکیل شده به صورت ذاتی تمایل به پذیرش اتم‌های خالص دارد

این روش تولید، ماده‌ای با خلوص استثنایی و خواص اپتیکی یکنواخت ایجاد می‌کند که برای کاربردهای حساس اپتیکی و لیزری ضروری است.

نیمه‌کریستال (Sub-crystal)

● در بررسی با چشم غیرمسلح و تحت نور طبیعی روز، نوارهای بیدمانند (willow stripes) روی سطح کریستال مشاهده می‌شوند که مساحت آنها کمتر از ۱/۶ قطر انتهایی نمونه است.

● این نوارها پس از انجام فرآیند پولیش‌کاری به‌طور کامل محو شده و قابل مشاهده نیستند.

● وجود این ویژگی نشان‌دهنده ساختار نیمه‌کریستالی با کیفیت کنترل‌شده است که پس از پرداخت نهایی، سطحی یکنواخت و مناسب برای کاربردهای اپتیکی ارائه می‌دهد.

● این نوع کریستال‌ها برای مصارفی که نیازمند تعادل بین هزینه تولید و کارایی اپتیکی هستند، گزینه مناسبی محسوب می‌شوند.

پلی‌کریستال (چندبلوری)

● در بررسی با چشم غیرمسلح و تحت نور طبیعی روز، خطوط مرز بلورها (crystal boundary lines) به صورت واضح در سطح کریستال قابل مشاهده است.

● تفاوت محسوسی در میزان روشنایی و تاریکی بین دو طرف این مرزهای بلوری دیده می‌شود که نشان‌دهنده تغییر جهت کریستالوگرافی در این نواحی است.

● این ویژگی ساختاری ناشی از وجود بلورهای متعدد با جهت‌گیری‌های متفاوت در ماده می‌باشد که هر کدام رفتار نوری متمایزی از خود نشان می‌دهند.

● مواد پلی‌کریستال اگرچه از نظر خواص اپتیکی یکنواختی کمتری نسبت به تک‌کریستال‌ها دارند، اما از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر بوده و برای بسیاری از کاربردهای صنعتی مناسب هستند.

● این ساختار در سلنید روی (ZnSe) معمولاً در نمونه‌های تولید شده با روش CVD با کیفیت کنترل شده مشاهده می‌شود.

مواد اپتیکی پرکاربرد و ویژگی‌های آنها

N-BK7

N-BK7 پراستفاده‌ترین شیشه اپتیکی برای ساخت قطعات با کیفیت بالا است که عبوردهی عالی از محدوده مرئی تا فروسرخ نزدیک (350-2000 نانومتر) دارد. این ماده در ساخت تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری و سایر کاربردهای اپتیکی کاربرد گسترده‌ای دارد. زمانی که مزایای اضافی سیلیکای ذوب‌شده UV (مانند عبوردهی بسیار خوب در محدوده UV و ضریب انبساط حرارتی پایین) مورد نیاز نباشد، N-BK7 گزینه مناسبی است.

سیلیکای ذوب‌شده UV (UV Fused Silica)

سیلیکای ذوب‌شده UV عبوردهی بالایی از فرابنفش تا فروسرخ نزدیک (185-2100 نانومتر) دارد. همچنین، یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی کمتری نسبت به H-K9L (N-BK7) دارد، بنابراین برای لیزرهای پرقدرت و سیستم‌های تصویربرداری بسیار مناسب است.

فلورید کلسیم (CaF₂)

فلورید کلسیم به دلیل عبوردهی بالا و ضریب شکست پایین در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرومتر، اغلب به عنوان پنجره و لنز در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. همچنین، به دلیل مقاومت بالا در برابر آسیب لیزری، در لیزرهای اگزایمر کاربرد دارد.

فلورید باریم (BaF₂)

فلورید باریم عبوردهی بالایی در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرومتر دارد و در برابر تابش‌های پرانرژی مقاوم است. این ماده دارای خاصیت سینتیلاسیون عالی بوده و برای ساخت قطعات اپتیکی فرابنفش و فروسرخ مناسب است. با این حال، مقاومت کمی در برابر رطوبت دارد و در دمای 500 درجه سانتیگراد در حضور آب تخریب می‌شود، اما در محیط خشک تا 800 درجه سانتیگراد قابل استفاده است.
⚠ نکته ایمنی: هنگام کار با فلورید باریم حتماً از دستکش استفاده کرده و پس از تماس، دست‌ها را کاملاً بشویید.

فلورید منیزیم (MgF₂)

فلورید منیزیم برای محدوده 200 نانومتر تا 6 میکرومتر ایده‌آل است و به ویژه در فرابنفش عمیق و فروسرخ دور بادوام است. این ماده مقاومت بالایی در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزری، شوک مکانیکی و حرارتی دارد. سختی آن (عدد کانوپ 415) بیشتر از فلورید کلسیم است اما در مقایسه با سیلیکای ذوب‌شده نرم‌تر محسوب می‌شود.

سلنید روی (ZnSe)

سلنید روی عبوردهی بالایی در محدوده 600 نانومتر تا 16 میکرومتر دارد و در تصویربرداری حرارتی، تصویربرداری فروسرخ و سیستم‌های پزشکی کاربرد دارد. همچنین، به دلیل جذب کم، برای لیزرهای CO₂ پرقدرت بسیار مناسب است.
⚠ ملاحظات:

• این ماده نسبتاً نرم است (عدد کانوپ 120) و به راحتی خط می‌افتد.

• برای محیط‌های خشن توصیه نمی‌شود.

• هنگام تمیز کردن از فشار یکنواخت استفاده شود و از دستکش یا پوشش انگشت استفاده گردد.

• از نگه‌داشتن با پنس یا ابزارهای دیگر خودداری شود.

سیلیکون (Si)

سیلیکون برای محدوده فروسرخ نزدیک (1.2 تا 8 میکرومتر) مناسب است و به دلیل چگالی کم، در کاربردهای حساس به وزن (به ویژه در محدوده 3-5 میکرومتر) گزینه مناسبی است. سختی آن (عدد کانوپ 1150) بیشتر از ژرمانیوم است و شکنندگی کمتری دارد. اما به دلیل جذب بالا در 9 میکرومتر، برای لیزرهای CO₂ مناسب نیست.

ژرمانیوم (Ge)

ژرمانیوم در محدوده 2 تا 16 میکرومتر کارایی دارد و برای لیزرهای فروسرخ مناسب است. به دلیل ضریب شکست بالا، انحنای سطح کم و ابیراهی رنگی پایین، معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری کم‌توان نیاز به تصحیح ندارد. با این حال، با افزایش دما، عبوردهی آن کاهش می‌یابد و فقط تا 100 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. چگالی نسبتاً بالا (5.33 گرم/سانتی‌متر³) آن در طراحی سیستم‌های حساس به وزن باید در نظر گرفته شود. از این ماده در تصویربرداری حرارتی، تقسیم‌کننده‌های پرتو فروسرخ و سیستم‌های FLIR استفاده می‌شود.

روی سولفید CVD (CVD ZnS)

CVD ZnS تنها ماده اپتیکی فروسرخ (به غیر از الماس) است که محدوده مرئی تا فروسرخ دور (LWIR) و حتی امواج مایکروویو را پوشش می‌دهد و مهم‌ترین ماده برای پنجره‌های LWIR محسوب می‌شود. از آن در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا، پنجره‌های “سه‌اپتیکی” و پنجره‌های ترکیبی لیزر فروسرخ نزدیک/دو رنگ فروسرخ استفاده می‌شود.

این مواد هر کدام بسته به نیازهای خاص اپتیکی، مکانیکی و محیطی، در طراحی سیستم‌های پیشرفته به کار می‌روند