Обзор оптических окон из сапфира 

Оптические окна из сапфира - это высокопроизводительные компоненты, изготовленные из монокристаллического оксида алюминия (Al₂O₃).
Благодаря своей уникальной кристаллической структуре, сапфировые окна обладают:

• Выдающейся твердостью

• Отличным оптическим пропусканием

• Превосходной термической и химической стабильностью

• Исключительной механической прочностью

Они широко используются в аэрокосмической отрасли, обороне, оптике, медицинских приборах и промышленных приложениях, где важны долговечность и надежность.

Типичные характеристики (настраиваемые) оптических окон из сапфира

• Диаметр: 5 мм – 300 мм

• Толщина: 0,1 мм – 20 мм

• Точность поверхности: варианты λ/10, λ/4, λ/2

• Параллельность: ＜1 угловая минута

• Качество поверхности: 10/5, 20/10, 40/20 (MIL-PRF-13830B)

• Пропускание: ＞85% в видимом спектре (без покрытия)

• Варианты покрытия: AR, HR, двухполосное или пользовательское покрытие

Обзор процесса производства оптических окон из сапфира

1. Выращивание кристаллов

   • Высокочистый оксид алюминия расплавляется и выращивается в сапфировые кристаллы (методы Чохральского или Киропулоса).

   • Точный контроль обеспечивает отсутствие дефектов, оптически чистые монокристаллы.

2. Резка

   • Сапфировые заготовки нарезаются на пластины с помощью алмазных проволочных пил или лазерной резки.

   • Ориентация контролируется для оптимизации оптических свойств.

3. Шлифовка

   • Механическая шлифовка уменьшает толщину и обеспечивает плоские, параллельные поверхности.

   • Алмазные абразивы используются для прецизионной обработки.

4. Полировка

   • Высокоточная полировка обеспечивает шероховатость поверхности оптического класса (RMS < 1 нм).

   • Определяет окончательное пропускание и качество изображения.

5. Контроль качества

   • Интерферометры, микроскопы и тестеры пропускания измеряют плоскостность, параллельность и оптическую чистоту.

   • Только квалифицированные окна поступают на финишную обработку.

6. Покрытие (опционально)

   • Для улучшения характеристик наносятся покрытия AR, HR или многослойные покрытия.

7. Очистка и упаковка

   • Ультразвуковая очистка удаляет частицы и загрязнения.

   • Упаковываются в чистой, защитной среде, чтобы избежать повреждений.

Применение оптических окон из сапфира

• Лазерные системы: Окна для мощных лазеров для защиты и пропускания

• Аэрокосмическая и оборонная промышленность: Обтекатели ракет, датчики самолетов, оптика спутников

• УФ/ИК приборы: УФ-спектрометры, ИК-детекторы, системы визуализации

• Медицинские приборы: Оборудование для лазерной хирургии, эндоскопы, диагностические приборы

• Промышленный мониторинг: Окна печей, датчики давления, плазменная диагностика

Преимущества оптических окон из сапфира

• Длительный срок службы, снижение затрат на техническое обслуживание

• Отличные характеристики в экстремальных условиях (высокая температура, высокое давление, коррозионные условия)

• Высокое оптическое пропускание в широком спектре

• Полностью настраиваемый для различных научных, промышленных и оборонных применений

FAQ (Часто задаваемые вопросы) об оптических окнах из сапфира

В1: В чем разница между сапфировыми окнами и кварцевыми или стеклянными окнами?
A1: Сапфировые окна намного тверже (9 по шкале Мооса против 5–7 по шкале Мооса), более долговечны и могут выдерживать экстремальные условия. Кварцевые или стеклянные окна дешевле, но не подходят для условий высоких нагрузок или высоких температур.

В2: Можно ли использовать сапфировые окна с мощными лазерами?
A2: Да. Сапфировые окна имеют низкое поглощение, высокие пороги повреждения и отличную теплопроводность, что делает их идеальными для применения в мощных лазерах.

В3: Прозрачны ли сапфировые окна как в УФ, так и в ИК областях?
A3: Да. Сапфир пропускает от 200 нм (глубокий УФ) до 5000 нм (средний ИК), охватывая широкий спектр.

В4: Какие покрытия доступны?
A4: В соответствии с требованиями применения могут быть нанесены антиотражающие (AR), высокоотражающие (HR), частично пропускающие или многополосные покрытия.