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光学元件
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光学晶体元件
发布时间:2016年11月23日    点击次数:     作者:北京晶石诺

红外光学晶体元件-氟化镁基片

 

■ 综述

l        氟化镁(MgF2)是一种双折射晶体。

l        在紫外,可见和红外波段具有良好的透过率

l        硬度高,抗机械冲击和热冲击能力强。

l        机械强度好,抗潮性好,因而是良好的窗口材料。

广泛用于激光,红外光学,紫外光学和高能探测器等科技领域,特别是它们在紫外波段的光学性能很好,是目前已知的紫外截止波段的光学晶体,透过率高,荧光辐射很小,是紫外光电探测器,紫外激光器和紫外光学系统的理想材料。

 

 

氟化钙基片

 

■ 综述

 从红外到紫外,在0.1311.3um波段范围内都有很好的透过率,最高达95%

 机械强度好,抗潮性好,,因而是良好的窗口材料。

 是一种很好的透过光学材料,被用于准分子激光。

 氟化钙晶体的大气下使用温度600℃以下,真空干燥时可达800

 

 应用

氟化钙是以下应用领域的首选材料:

 准分子激光

 紫外光电探测器

 紫外光学系统

 微光刻技术、天文学、摄影系统、高清电视变焦镜头、显微光学系统

 传感器(尤其适用于红外光谱范围)

 分光光度计

 医用激光

材料按使用波段分为紫外材料和红外材料。应用上紫外材料仅是在紫外波段(190-350nm)有着更好的透过率,其他波段与红外没有太大区别,但因其对材料的应力双折射和荧光性要求较高,导致原材料纯度也相应提高,所以务必标明是红外亦或紫外材料。

材料分为多晶体和单晶体,二者在保护性窗口和普通红外成像应用过程,并无太大区别。但在高质量成像和激光方面,大多使用单晶体,单晶体尺寸越大,对工艺要求越严格,成品率也逐渐下降。

晶体默认方向为《111》,研磨后通过定向仪器,可以校正为《111》,《110》,《100》等,如有方向要求和方向公差要求,请务必说明。

 

 

 

 

 

 

硒化锌基片

,

 

 综述

        CVD硒化锌采用化学气相沉淀法(CVD)的方法合成,是一种黄色透明的多晶结构材料。

        纯度高,不具有吸湿性,化学性质稳定(除非是用强酸处理)。

        光传输损耗小,折射率均匀和一致性很好,透过范围在0.5~22μm

        硒化锌和氧反应,产生有毒的氧化硒气体。

 

 应用

CVD硒化锌对红外波长具有低吸收性,并可透射可见光,是红外波长区域最常用的透过型晶体材料。

        可制作红外透镜、窗口、输出耦合镜、谐振腔反射镜和扩束镜。

        由于其对热冲击具有很高的承受能力,是高功率CO2激光光学元件(10.6μm)的首选材料。

        是前视红外(FLIR)热成像系统中保护窗口和光学元件的理想材料。

        该材料还广泛用于医学和工业热辐射测量仪和红外光谱仪中的窗口和透镜。

虽然硒化锌的内部透过率非常高,但因为其折射率很高,所以其单面的表面反射损失大约高达17%,导致其整体透过率很低。为此不但要运用对光学元件造成最小损伤的光学抛光技术,而且还要采用最高品质的光学薄膜涂层。

我们可以为您提供5-200mm尺寸范围的元件产品。

 

 

 

 

红外光学晶体元件-锗基片

 

■综述

(Ge)和硅同为Ⅳ族元素。锗单晶材料与硅单晶材料有许多性能类似,其晶体与硅一样呈银灰色、质硬而脆,具有金刚石结构。它是一种化学惰性材料具有硬度高导热性好不溶于水,不吸湿,无毒,导热性好等特点,拥有优秀的表面硬度和良好的强度。

锗是一种非常常用的红外光学材料透射光谱范围为2--12μm,覆盖了3-5um8-14um两个大气窗口,它的色差很小,折射率较高,约为4.0,故反射率R约为0.36,如果镀上防反射涂层后,透过率可达95 %以上。锗又为一种典型半导体材料,在小于1.8um的光谱范围是它的本征吸收区;大于12um则为晶格共振吸收区。2-12um区域的吸收由自由载流子产生。在2-6um范围内吸收几乎与样品厚度无关,6-12um区的吸收因样品厚度不同显示出吸收随波长而增加。为了对锗材料的光学性能进行评价,常采用它对10.6um光波的性能作为依据。锗的透光性能并不是以本征型为最好,而是当电阻率约为10Ω-cm的材料具有最佳的透光性能,吸收系数约为2X10-2cm-1

P型对红外辐射的吸收大

锗作为一种红外光学材料的最大缺点是:吸收系数随温度有强烈的变化。当温度增高时吸收加强,再进一步吸收光能之后,它的温度升高,吸收系数又进一步的增加。当温度足够高时最后将导致完全不透明的所谓热失控状态。这就限制了它在很多场合下的应用:如高能激光器与高速飞行器的窗口等。所以在选用该材料时,不应只考虑吸收系数的大小,还应同时考虑吸收系数随温度的变化。

锗广泛用于红外热成像系统和红外光谱仪系统中,它可以充当透镜、窗口和输出耦合镜的基底,用在低功率的连续和脉冲TEA CO2激光器中。拥有最低吸收率的锗光学元件仅限于在50100瓦的运行功率下工作,在更高的功率下将发生热透镜和热失控效应。如果能使光学元件得到合理散热,并仔细清洁污染的光学元件表面,这些问题的危害可减到最小程度。红外透镜、窗口和滤光片等光学元件,10.6μm处的吸收很小CO2激光透镜窗口和输出耦合镜的理想材料

锗在激光应用领域中有一个理想的用途就是制作具有内置功率计的CO2激光器中> 99%反射率的尾镜。这种反射镜的一面是高反射、低吸收的介质涂层,另一面则是增透涂层。激光器利用高反射率的一面产生激光,从其反面泄露的功率已经足以使功率计完成它的监控工作。贰陆公司提供的这些光学元件可以用在各种商业性的激光应用领域中。

Ge是重要的半导体材料,广泛应用于:

1.1       红外光学器件

   热成像仅的窗口材料使用电阻率为5—25欧姆·厘米的N型锗晶体;在300K以上温度条件下工作的激光窗口材料,使用2—3欧姆·厘米的N型锗晶体;具有冷却系统的光学窗口,采用电阻率大于40欧姆·厘米的本征锗。

红外光学元件通常使用铸造多晶、拉制多晶和拉制单晶的三种结构的材料。对材料的要求有导电类型、电阻率、吸收率、折射率、应力、形状、表面质量、尺寸公差和均匀性等。

大尺寸锗晶体通常用于8-12um红外光谱范围内的热成像系统中。当锗晶体用做大直径的光学元件时,其均匀性很重要。

1.2       核辐射探测器

1.3       半导体工业

1.4       航空航天工业

1.5       光纤通信

 

 

红外光学晶体元件-硅基片

 

特性

l        用于红外镀金反射镜的底板,因为它有很好的导热特性和容易镀金。

l        耐久性好,内部吸收小,常用于1.26μm的波长范围。

l        折射率3.478λ1.55μm

l        密度2.33 g/cm

l        热膨胀系数4.2×10-6/

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