Spersonalizowane okna optyczne z szafiru o wysokiej czystości, przepuszczalność światła ≥90%

Krótki opis:

Szafirowe okna optyczne to specjalistyczne komponenty optyczne wykonane z monokrystalicznego tlenku glinu (Al₂O₃), znanego z wyjątkowych właściwości optycznych, wytrzymałości mechanicznej i stabilności chemicznej. Jako najtwardszy kryształ tlenkowy (twardość 9 w skali Mohsa), szafirowe okna charakteryzują się doskonałą transmisją (~83-85% bez powłoki) w zakresie ultrafioletu (200 nm) do średniej podczerwieni (5,5 μm), co czyni je idealnymi do wymagających zastosowań wymagających zarówno wysokiej przejrzystości, jak i trwałości.

Produkcja obejmuje kluczowe procesy, takie jak wzrost kryształów z orientacją, precyzyjne cięcie, polerowanie w skali nano oraz specjalistyczne powlekanie. Zaawansowane techniki wzrostu (np. metody HEM lub KY) pozwalają uzyskać wysokiej jakości kule o niskiej gęstości defektów (<10⁴/cm²). Unikalna heksagonalna struktura kryształu zapewnia właściwości anizotropowe, a zoptymalizowane orientacje (cięcia w osi C, osi A lub płaszczyźnie R) dostosowują parametry optyczne do konkretnych zastosowań.

Wyślij do nas e-mail

Cechy

Parametry techniczne

Przedmiot	Okno optyczne
Tworzywo	BK7, JGS1, krzemionka topiona UV, szafir itp.
Wymiar	1 mm-300 mm
Tolerancja wymiarów	±0,05 mm
Jakość powierzchni	20-10~60-40
Płaskość powierzchni	1/4~1/8
Przejrzysty otwór	powyżej 90%
Powłoka	200-4000nm
Aplikacja	Laser, transmisja światła, wyświetlacz, itp.

Kluczowe cechy

1. Ekstremalna adaptacja do środowiska
Szafirowe okna optyczne charakteryzują się wyjątkową wydajnością, a ich temperatura topnienia wynosi 2053°C, zachowując integralność strukturalną w warunkach ciągłej pracy w temperaturze 1000°C. Stabilność termiczna jest możliwa dzięki wyjątkowo niskiemu współczynnikowi rozszerzalności cieplnej (CTE) wynoszącemu 5,3×10⁻⁶/K wzdłuż osi C, co jest wartością znacznie wyższą niż w przypadku konwencjonalnych szkieł optycznych. Pod względem chemicznym szafirowe okna optyczne charakteryzują się wyjątkową odpornością na działanie wszystkich silnych kwasów (z wyjątkiem HF) i zasad, co czyni je idealnymi do urządzeń do przetwórstwa chemicznego oraz zastosowań morskich. Pod względem mechanicznym okna te charakteryzują się wytrzymałością na zginanie przekraczającą 1000 MPa (5-8 razy większą niż standardowe szkło optyczne) i wyjątkową odpornością na uderzenia.

2. Zalety wydajności optycznej
Szafirowe okna optyczne zapewniają transmisję >80% w szerokim zakresie widmowym (200-5500 nm przy grubości 2 mm). Dzięki zoptymalizowanej orientacji kryształu (np. oś C prostopadła do ścieżki światła) efekty dwójłomności są skutecznie minimalizowane. Jakość powierzchni spełnia rygorystyczne wymagania optyczne, z płaskością λ/10 przy długości fali 633 nm i chropowatością powierzchni <0,5 nm RMS.

3. Zaawansowane możliwości produkcyjne
Nasze szafirowe okna optyczne umożliwiają obróbkę wielkoformatową (średnica >300 mm) i złożoną geometrię, w tym konfiguracje asferyczne i schodkowe. Specjalistyczna technologia uszczelniania krawędzi pozwala uzyskać współczynnik nieszczelności <1×10⁻⁹Pa·m³/s w zastosowaniach próżniowych. Dzięki powłokom z diamentopodobnego węgla (DLC), próg uszkodzenia indukowanego laserowo (LIDT) sięga 15 J/cm² (impulsy 1064 nm, 10 ns).

Główne zastosowania

1.Obronność i przemysł lotniczy
Szafirowe okna optyczne pełnią funkcję kopuły rakietowej, wytrzymując ekstremalne szoki termiczne (>1000°C) podczas lotów hipersonicznych. Wersje klasy kosmicznej gwarantują ponad 15 lat żywotności orbitalnej w zastosowaniach kosmicznych.

2. Sprzęt przemysłowy
W produkcji półprzewodników, szafirowe okna optyczne pełnią funkcję odpornych na plazmę okienek w komorach trawienia i chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD). Endoskopy wysokotemperaturowe wykorzystują te okna do uzyskania wyraźnego obrazu w piecach o temperaturze 1500°C.

3. Instrumenty naukowe
Okienka optyczne z szafiru o wysokiej czystości (zanieczyszczenia <5 ppm) minimalizują absorpcję promieniowania rentgenowskiego w liniach wiązek synchrotronowych. Ich niska nieliniowość pozwala zachować dokładność impulsów femtosekundowych w ultraszybkich systemach laserowych.

4. Urządzenia komercyjne
W głębinowych łodziach podwodnych zastosowano szafirowe okna optyczne o wytrzymałości na głębokość 6000 m (>60 MPa). Aparaty w smartfonach integrują te okna jako osłony ochronne, wykorzystując ich odporność na zarysowania w skali Mohsa 9, co zapewnia większą trwałość.

Zastosowania okien optycznych szafirowych stale się rozszerzają dzięki postępowi w przetwarzaniu wielkoformatowym, złożonej geometrii i ulepszonym parametrom wydajnościowym, umacniając ich pozycję jako kluczowych komponentów w branżach zaawansowanych technologii.

Usługi XKH

Kompleksowa platforma serwisowa XKH integruje najnowocześniejsze doświadczenie produkcyjne z solidnym wsparciem technicznym, aby dostarczać kompleksowe rozwiązania w zakresie szafirowych okien optycznych. Dział produkcji na zamówienie oferuje przetwarzanie oparte na rysunkach z pełnymi możliwościami konwersji plików 2D/3D, uzupełnione o usługi optymalizacji projektowania pod produkcję (DFM), które redukują ryzyko i koszty produkcji. Dysponujemy wiodącymi w branży możliwościami szybkiego prototypowania, dostarczając funkcjonalne próbki o średnicy Φ100 mm w ciągu 5 dni roboczych, co przyspiesza cykle rozwoju produktów. Zaawansowane metody obróbki funkcjonalnej obejmują precyzyjne powłoki przewodzące o regulowanej rezystancji powierzchniowej w zakresie 10-1000Ω/□, przeznaczone do zastosowań w ekranowaniu EMI, a także opatentowane powłoki przeciwmgielne, które zachowują przejrzystość optyczną w środowiskach o wysokiej wilgotności.

Infrastruktura wsparcia technicznego obejmuje dedykowany zespół inżynierów, wykorzystujący oprogramowanie do symulacji optycznej Zemax i CodeV do modelowania wydajności systemu i przewidywania zachowania termicznego/mechanicznego w warunkach eksploatacyjnych. Nasze laboratorium diagnostyki materiałów, wyposażone w skaningową mikroskopię elektronową (SEM) i spektroskopię rentgenowską z dyspersją energii (EDS), zapewnia analizę przyczyn awarii w celu poprawy niezawodności. Usługi walidacji środowiskowej obejmują testy ekstremalnych cykli termicznych (od -196°C do 800°C) oraz 500-godzinną ekspozycję na mgłę solną zgodnie z normami MIL-STD-810G, co gwarantuje trwałość komponentów w trudnych warunkach eksploatacji.

Systemy zapewnienia jakości zapewniają pełną identyfikowalność materiałów, od bryły kryształu do gotowego produktu, a każdy komponent posiada kompleksową dokumentację certyfikacyjną. Najnowocześniejsze możliwości metrologiczne obejmują interferometrię z przesunięciem fazowym 4D do weryfikacji dokładności powierzchni λ/50, interferometrię światła białego o rozdzielczości pomiaru chropowatości powierzchni 0,1 nm oraz analizę spektrofotometryczną obejmującą zakres widmowy 190–3300 nm do charakteryzacji transmisji/odbicia.

Usługi o wartości dodanej odpowiadają specjalistycznym wymaganiom aplikacyjnym, w tym rozwiązaniom integracji próżniowej z metalizowanymi krawędziami i hermetycznym lutowaniem twardym dla systemów ultrawysokiej próżni (UHV). Usługi kontroli wyładowań elektrostatycznych (ESD) dostosowują rezystancję powierzchniową w zakresie 10⁶-10⁹Ω, aby zapobiec gromadzeniu się ładunków w wrażliwych urządzeniach. Wszystkie komponenty są finalnie pakowane w pomieszczeniach czystych klasy 100, z opcjonalnym zliczaniem cząstek i pakowaniem próżniowym spełniającym wymagania czystości klasy półprzewodnikowej.