پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار فلوئورید باریم

پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار فلوئورید باریم (BaF₂)

پنجره‌های نوری از جمله المان‌های پایه‌ای در اپتیک هستند که معمولاً به عنوان محافظ حسگرهای الکترونیکی یا دتکتورها در برابر محیط خارجی استفاده می‌شوند. این پنجره‌ها دو محیط را از یکدیگر جدا می‌کنند؛ به عنوان مثال، فضای داخلی دستگاه را از محیط بیرونی ایزوله می‌سازند و از تجهیزات داخلی محافظت می‌کنند. پنجره‌های نوری بدون تأثیرگذاری بر بزرگ‌نمایی سیستم، تنها به عنوان یک رابط شفاف عمل می‌نمایند.

ویژگی‌های فلوئورید باریم (BaF₂)

فلوئورید باریم (BaF₂) در محدوده طیفی ۲۰۰ تا ۹۵۰۰ نانومتر، ضریب عبور نوری نزدیک به ۹۰٪ دارد. این ماده معمولاً در سیستم‌های تصویربرداری با خنک‌کننده‌های کریوژنیک، لنزها، تقسیم‌کننده‌های پرتو، فیلترها، منشورها و پنجره‌های مورد استفاده در سیستم‌های نوری هوافضا و لیزر کاربرد دارد. با توجه به حلالیت جزئی این ماده در آب، توصیه می‌شود در محیط‌های خشک مورد استفاده قرار گیرد.

مشخصات فنی پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار BaF₂

شرکت ما قادر به تولید پنجره‌های مستطیلی سوراخ‌دار از جنس فلوئورید باریم با مشخصات زیر است:

• قطر: ۲ تا ۳۰۰ میلی‌متر

• ضخامت: ۰٫۱۲ تا ۶۰ میلی‌متر

• دقت پردازش: تا سطح ۲۰-۱۰ و ۱/۱۰ طول موج @ ۶۳۳ نانومتر

فرآیندهای پرداخت سطح:

۱. پولیش دیسک ژله‌ای
۲. پولیش سرعت بالا
۳. پولیش حلقوی
۴. پولیش CNC

تجهیزات کنترل کیفیت:

• اینترفرومتر ZYGO

• میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

• اندازه‌گیر انحراف بازتاب و عبور

• گونیومتر ۱۵ ثانیه‌ای

• سیستم مرکزبندی UV ژل

• ضخامت‌سنج لیزری غیرتماسی

• تصویربردار دو بعدی (2D Imager)

• اندازه‌گیر قطر کره

گزینه‌های پوشش (کوتیнг):

• MgF₂

• پوشش ضد بازتاب UV (UV-AR)

• پوشش ضد بازتاب UV-VIS

• پوشش گسترده VIS (VIS-EXT)

• پوشش ضد بازتاب VIS-NIR

• پوشش ضد بازتاب NIR I و NIR II

• پوشش مخابراتی NIR (Telecom-NIR)

• پوشش SWIR

• پوشش YAG-BBAR

این محصولات با دقت بالا و کیفیت عالی تولید می‌شوند و برای کاربردهای حساس در صنایع اپتیکی، لیزر و هوافضا مناسب هستند.

پنجره‌های نوری فلوئورید باریم (BaF₂)

پنجره‌های نوری صفحاتی از جنس شیشه اپتیکی هستند که پس از فرآیندهای سنگ‌زنی و پولیش، به دو سطح کاملاً موازی تبدیل می‌شوند. این قطعات عمدتاً به عنوان محافظ برای حسگرهای الکترونیکی، لنزهای اپتیکی و دستگاه‌های لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند. پنجره‌های نوری بدون ایجاد هیچ تغییری در بزرگ‌نمایی سیستم، تنها به عنوان رابطی شفاف عمل می‌کنند.

کاربردهای فلوئورید باریم (BaF₂):
فلوئورید باریم به طور معمول در ساخت انواع المان‌های اپتیکی از جمله:

• لنزها

• تقسیم‌کننده‌های پرتو (Beamsplitters)

• فیلترهای نوری

• منشورها

• پنجره‌های نوری

کاربرد ویژه این ماده در:

• سیستم‌های تصویربرداری کریوژنیک

• سیستم‌های اپتیکی هوافضا

• سیستم‌های لیزر اپتیکی می‌باشد.

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 عمدتاً 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 کلیدی توجه ویژه داشت:

1. خواص انتقال نور ماده (Transmission Properties)

2. خواص مکانیکی (Mechanical Properties)

پارامترهای مهم در پنجره‌های اپتیکی:

• ضریب عبور نور (Transmission)

• کیفیت سطح (Surface Quality)

• ضخامت (Thickness)

• موازی بودن سطوح (Parallelism)

• جنس ماده پایه (Substrate Material)

• سایر ویژگی‌های خاص

این پارامترها بسته به کاربرد خاص و شرایط عملیاتی می‌توانند به صورت سفارشی انتخاب شوند. انتخاب مناسب این ویژگی‌ها تأثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم اپتیکی و طول عمر قطعه خواهد داشت.

ویژگی‌های اپتیکی فلوئورید باریم (BaF₂)

فلوئورید باریم از طیف 200 نانومتر تا 11 میکرون دارای ضریب عبور نوری بسیار بالا می‌باشد. هرچند این خاصیت در نگاه اول مشابه فلورید کلسیم (CaF₂) به نظر می‌رسد، اما فلوئورید باریم در محدوده بالای 10 میکرون برتری واضحی از خود نشان می‌دهد؛ چرا که در این ناحیه، ضریب عبور فلورید کلسیم به صورت خطی کاهش می‌یابد، درحالی که فلوئورید باریم همچنان عملکرد مطلوبی دارد.

ویژگی‌های منحصر به فرد:

1. خاصیت سینتیلاسیون (درخشندگی) عالی: این ماده قابلیت تبدیل انرژی پرتوهای پرانرژی به فوتون‌های نوری را دارد.

2. قابلیت ساخت المان‌های اپتیکی پیشرفته: به دلیل خواص برجسته، از فلوئورید باریم در ساخت انواع قطعات اپتیکی مادون قرمز (IR) و فرابنفش (UV) استفاده می‌شود.

این ترکیب منحصر به فرد از خواص، فلوئورید باریم را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای تخصصی در سیستم‌های اپتیکی پیشرفته تبدیل کرده است.

ویژگی‌های فلوئورید باریم (BaF₂)

فلوئورید باریم (BaF₂) با ضریب عبور نوری نزدیک به ۹۰٪ در محدوده ۲۰۰ تا ۹۵۰۰ نانومتر، عملکرد اپتیکی ممتازی از خود نشان می‌دهد. یکی از برجسته‌ترین مزیت‌های این ماده، مقاومت بالاتر در برابر تابش‌های پرانرژی در مقایسه با سایر مواد اپتیکی مشابه است.

محدودیت‌ها و ملاحظات کاربردی:
۱. حساسیت به رطوبت:

• مقاومت ضعیف در برابر آب (هیدرولیز)

• تخریب قابل توجه عملکرد در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد در محیط‌های مرطوب

• قابلیت استفاده در محیط‌های خشک تا دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد

۲. ملاحظات ایمنی و نگهداری:

• الزام استفاده از دستکش هنگام کار با قطعات اپتیکی ساخته شده از BaF₂

• ضرورت شست‌وشوی کامل دست‌ها پس از کار با این قطعات

نکته فنی: برای حفظ کیفیت و طول عمر قطعات BaF₂، کنترل دقیق شرایط محیطی (به ویژه رطوبت و دما) در حین استفاده و نگهداری ضروری است.

پوشش‌های اپتیکی (Optical Coatings)

پوشش‌دهی اپتیکی به فرآیند اعمال لایه‌های نازک از مواد شفاف یا فلزی بر روی سطح زیرلایه‌های اپتیکی به روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. هدف از این فرآیند، تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور سطح مواد برای دستیابی به نیازهای خاص اپتیکی است، از جمله:

• کاهش یا افزایش بازتاب سطح
• ایجاد خاصیت تفکیک پرتو (Beam Splitting)
• تفکیک رنگی (Color Separation)
• فیلتراسیون نوری (Light Filtering)
• ایجاد خاصیت قطبی‌شدگی (Polarization)

انواع پوشش‌های قابل ارائه:

1. لایه‌های ضد بازتاب (Anti-Reflective Coatings)

2. لایه‌های بازتاب‌بالا (High-Reflective Coatings)

3. لایه‌های طیفی (Spectral Coatings)

4. لایه‌های فلزی (Metallic Coatings)

ویژگی‌های خاص:

• ارائه پوشش‌های ضد بازتاب پهن‌باند برای محدوده‌های:

  • فرابنفش (UV)

  • طیف مرئی (Visible)

  • فروسرخ نزدیک (NIR)

  • فروسرخ میانی (Mid-IR)

این پوشش‌ها با استفاده از پیشرفته‌ترین فناوری‌های لایه‌گذاری و با دقت نانومتری تولید می‌شوند تا بالاترین کارایی اپتیکی را تضمین کنند. انتخاب نوع پوشش باید بر اساس نیازهای خاص هر کاربرد و با در نظر گرفتن پارامترهایی مانند محدوده طیفی، زاویه تابش و شرایط محیطی انجام پذیرد.

گرید VIR (فروسرخ-مرئی)

اندازه‌های استاندارد:

• قطر ۶۰ × طول ۱۵۰ میلی‌متر

• قطر ۸۰ × طول ۱۵۰ میلی‌متر

• قطر ۱۰۰ × طول ۱۵۰ میلی‌متر

حداکثر اندازه قابل تولید:

• قطر ۱۹۰ × ضخامت ۵۰ میلی‌متر

محدوده طول موج کاربردی:

• ۴۰۰ نانومتر تا ۱۰ میکرومتر

ویژگی‌های نوری:

• میانگین عبور نور: بیش از ۹۰% در محدوده ۰.۴ تا ۹ میکرومتر (نمونه ۱۰ میلی‌متری)

• ساختار بلوری: تک‌بلوری، زیرساختی، چندبلوری

• عبور داخلی: بیش از ۹۹% در ۰.۴ میکرومتر (نمونه ۱۰ میلی‌متری)

• دوبرفشاری تنشی متوسط: ۱۰-۲۰ نانومتر بر سانتیمتر (مواد معمولی بدون نیاز به آنیل)

• دوبرفشاری تنشی متوسط: ≤۱۰ نانومتر بر سانتیمتر (بلورهای آنیل شده)

• یکنواختی نوری: ۳-۵۰ قسمت در میلیون در ۶۳۳ نانومتر

تست‌های کیفیت:

• عدم مشاهده ستون نوری، حباب یا ذرات پراکنده در تست نور سبز ۲۵-۱۲۵ میلی‌وات

• امکان وجود فلورسانس

گرید UV (فرابنفش)

اندازه‌های استاندارد:

• قطر ۶۰ × طول ۱۵۰ میلی‌متر

• قطر ۸۰ × طول ۱۵۰ میلی‌متر

• قطر ۱۰۰ × طول ۱۵۰ میلی‌متر

حداکثر اندازه قابل تولید:

• قطر ۱۳۰ × ضخامت ۵۰ میلی‌متر

محدوده طول موج کاربردی:

• ۲۰۰ نانومتر تا ۱۰ میکرومتر

ویژگی‌های نوری ویژه:

• عبور نور: بیش از ۸۵% در محدوده ۲۰۰-۴۰۰ نانومتر (نمونه ۱۰ میلی‌متری)

• جذب صفر در ۲۰۵ نانومتر

• جذب کمتر از ۰.۲% در ۳۰۶±۵ نانومتر

• عدم وجود فلورسانس در ۴۰۰ نانومتر

سایر مشخصات فنی:

• مشخصات ساختار بلوری و دوبرفشاری مشابه گرید VIR

• یکنواختی نوری بهبودیافته: ۳-۲۰ قسمت در میلیون در ۶۳۳ نانومتر

• شرایط تست کیفیت مشابه گرید VIR

هر دو گرید با دقت بالا و مطابق با استانداردهای صنعتی تولید می‌شوند و برای کاربردهای حساس در سیستم‌های اپتیکی پیشرفته مناسب هستند.

آزمون عبور نور (Transmittance Test)

تجهیزات آزمایشگاهی:

• طیف‌سنج فرابنفش-مرئی (UV-Visible Spectrophotometer)

• طیف‌سنج فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR Spectrophotometer)

ویژگی‌های نمونه‌های آزمایشی:

• جنس نمونه: بلورهای فلوئورید باریم (BaF₂)

• ابعاد نمونه:

  • قطر: ۲۰ تا ۵۰ میلی‌متر

  • ضخامت: ۱۰ ± ۰.۵ میلی‌متر

• کیفیت سطح: پرداخت نهایی سطح با کیفیت ۸۰/۵۰

ملاحظات آزمایش:

1. نمونه‌ها باید از بلورهای با کیفیت بالا و عاری از ناخالصی تهیه شوند.

2. سطوح نمونه باید به دقت پرداخت شده و عاری از هرگونه خط و خش باشند.

3. اندازه‌گیری‌ها در شرایط استاندارد دمایی و رطوبتی انجام می‌گیرد.

4. دقت دستگاه‌های طیف‌سنج باید به صورت دوره‌ای کالیبره شود.

روش انجام آزمون:

1. نمونه در محفظه اندازه‌گیری قرار می‌گیرد.

2. طیف عبوری در محدوده مورد نظر اندازه‌گیری می‌شود.

3. داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی تحلیل می‌شوند.

4. نتایج با استانداردهای بین‌المللی مقایسه می‌گردند.

این آزمون برای ارزیابی دقیق خواص نوری بلورهای فلوئورید باریم در کاربردهای اپتیکی حساس انجام می‌شود.

بلورهای تک‌کریستال (Monocrystalline)

ویژگی‌های ظاهری:

• در بررسی بصری با نور روز و با چشم غیرمسلح:

  • فاقد هرگونه مرز دانه (grain boundaries) قابل مشاهده

  • عاری از نوارهای موج‌دار (wicker-like stripes) در سطح بلور

ملاحظات فنی:

1. ساختار تک‌کریستال به معنای آرایش اتمی کاملاً منظم در تمام حجم نمونه است.

2. عدم وجود مرز دانه نشانگر کیفیت بالای رشد بلور و یکنواختی ساختاری است.

3. این ویژگی‌ها تضمین‌کننده خواص نوری و مکانیکی یکنواخت در تمام نقاط نمونه هستند.

کاربردهای ویژه:

• اپتیک دقیق با کارایی بالا

• سیستم‌های لیزری پیشرفته

• تجهیزات طیف‌سنجی حساس

• کاربردهای تحقیقاتی و صنعتی با نیازمندی‌های دقیق

این نوع بلورها با روش‌های رشد پیشرفته و در شرایط کنترل‌شده تولید می‌شوند تا بالاترین کیفیت ساختاری را ارائه دهند.

بلورهای زیرساختی (Sub-crystal)

ویژگی‌های ظاهری:

• در بررسی بصری با نور روز و با چشم غیرمسلح:

  • وجود نوارهای بیدمانند (willow stripes) بر سطح بلور

  • مساحت ناحیه دارای این نوارها کمتر از ۱/۶ قطر انتهایی نمونه است

  • این نوارها پس از فرآیند پرداخت سطح کاملاً محو می‌شوند

تفسیر فنی:

1. ساختار زیرکریستالی نشان‌دهنده وجود برخی ناهمگنی‌های کنترل‌شده در شبکه بلوری است.

2. نوارهای بیدمانند ناشی از تغییرات جزئی در شرایط رشد بلور می‌باشند.

3. این ویژگی‌ها تأثیر محسوسی بر خواص نوری پایه ماده ندارند.

ملاحظات کاربردی:

• مناسب برای کاربردهای اپتیکی با نیازمندی‌های متوسط

• قابل استفاده در سیستم‌های غیرحساس به یکنواختی کامل

• مقرون‌به‌صرفه از نظر اقتصادی برای برخی کاربردهای صنعتی

نکته مهم: این نوع بلورها پس از پرداخت نهایی، از نظر ظاهری و عملکردی مشابه نمونه‌های تک‌کریستال می‌شوند.

بلورهای چندکریستال (Polycrystalline)

ویژگی‌های ظاهری و ساختاری:

• در بررسی بصری با نور روز و با چشم غیرمسلح:

  • وجود خطوط مرز بلوری (crystal boundary lines) کاملاً متمایز در سطح نمونه

  • اختلاف واضح در میزان تیرگی و روشنی بین دو طرف مرزهای بلوری

  • ساختار دانه‌ای (grain structure) قابل تشخیص

تفسیر فنی:

1. این ساختار نشان‌دهنده وجود دانه‌های بلوری متعدد با جهت‌گیری‌های مختلف است.

2. مرزهای بلوری ناشی از تغییر جهت شبکه کریستالی بین دانه‌های مجاور می‌باشند.

3. تفاوت در میزان نوردهی مرزها به دلیل اختلاف زاویه بلورها در دانه‌های مختلف است.

کاربردها و ملاحظات:

• مناسب برای کاربردهای اپتیکی با حساسیت متوسط

• کاربرد در سیستم‌هایی که نیاز به یکنواختی اپتیکی بسیار بالا ندارند

• گزینه مقرون‌به‌صرفه برای کاربردهای صنعتی غیرحساس

نکات کلیدی کیفیتی:

• حفظ کیفیت اپتیکی درون هر دانه بلوری

• یکنواختی کلی در خواص فیزیکی

• کنترل شده بودن اندازه دانه‌های بلوری

این نوع ساختار با روش‌های رشد بلور مقرون‌به‌صرفه‌تر تولید می‌شود و برای بسیاری از کاربردهای تجاری مناسب است.

مواد اپتیکی و کاربردهای آنها

1. شیشه اپتیکی N-BK7

• پرکاربردترین نوع شیشه اپتیکی برای تولید قطعات باکیفیت

• عبور نور عالی در محدوده مرئی تا فروسرخ نزدیک (350-2000 نانومتر)

• کاربرد گسترده در تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری و اپتیک‌های مرسوم

• گزینه اقتصادی زمانی که مزایای سیلیکا ذوب‌شده UV (عبور عالی در UV و ضریب انبساط حرارتی پایین) مورد نیاز نباشد

2. سیلیکا ذوب‌شده UV

• عبور نور بالا از UV تا فروسرخ نزدیک (185-2100 نانومتر)

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

• مناسب برای کاربردهای لیزرهای پرتوان و سیستم‌های تصویربرداری دقیق

3. فلورید کلسیم (CaF₂)

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

• کاربرد به عنوان پنجره و لنز در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی

• مقاومت بالا در برابر آسیب لیزری – مناسب برای لیزرهای اگزایمر

4. فلورید باریم (BaF₂)

• عبور نور بالا در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرون

• مقاوم در برابر تابش‌های پرانرژی

• خاصیت سینتیلاسیون عالی برای کاربردهای UV و IR

• مقاومت کم در برابر رطوبت (محدودیت استفاده تا 500°C در محیط مرطوب)

• قابل استفاده تا 800°C در محیط خشک

• ملاحظات ایمنی: استفاده از دستکش و شستشوی کامل دست پس از کار ضروری است

5. فلورید منیزیم (MgF₂)

• ایده‌آل برای محدوده 200 نانومتر تا 6 میکرون

• مقاومت استثنایی در UV عمیق و IR دور

• مقاوم در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزری و شوک‌های مکانیکی و حرارتی

• سختی موس: 415 | ضریب شکست: 1.38

6. سلنید روی (ZnSe)

• عبور نور بالا در 600 نانومتر تا 16 میکرون

• کاربرد در تصویربرداری حرارتی، سیستم‌های پزشکی و لیزرهای CO₂ پرتوان

• ملاحظات:

  • ماده نرم (سختی موس 120) و مستعد خراش

  • نیاز به مراقبت ویژه در تماس و تمیزکاری

  • عدم استفاده از پنس یا ابزار فلزی برای جابجایی

7. سیلیکون (Si)

• مناسب برای محدوده 1.2 تا 8 میکرون

• چگالی پایین – ایده‌آل برای کاربردهای حساس به وزن (به ویژه 3-5 میکرون)

• سختی بالا (سختی موس 1150) و مقاومت مکانیکی بهتر نسبت به ژرمانیوم

• محدودیت: جذب قوی در 9 میکرون – عدم مناسب برای لیزرهای CO₂

8. ژرمانیوم (Ge)

• مناسب برای محدوده 2 تا 16 میکرون

• ویژگی‌های کلیدی:

  • ضریب شکست بالا

  • انحنای سطح کم

  • ابیراهی رنگی پایین

• محدودیت‌ها:

  • حساسیت دمایی (محدودیت استفاده زیر 100°C)

  • چگالی بالا (5.33 g/cm³)

• کاربردها: تصویربرداری حرارتی، سیستم‌های FLIR، تقسیم‌کننده‌های پرتو IR

9. ZnS تولید شده به روش CVD

• تنها ماده اپتیکی (پس از الماس) با پوشش طیفی کامل از مرئی تا مادون قرمز بلند (LWIR)

• کاربردهای پیشرفته:

  • پنجره‌های “تری-اپتیکال”

  • پنجره‌های ترکیبی لیزر/دوطیف IR

  • سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا

• ماده اصلی برای پنجره‌های LWIR در کاربردهای نظامی پیشرفته

هر یک از این مواد با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در کاربردهای اپتیکی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب ماده مناسب باید بر اساس نیازهای طیفی، محیط عملیاتی، ملاحظات مکانیکی و بودجه انجام پذیرد.