Кварцевое стекло

Скачать статью "Кварцевое стекло для производства оптики" (PDF, 96 KB)

Кварцевое стекло является отличным материалом для производства оптических компонент для решения задач в ультрафиолетовой (УФ), видимой и ближней инфракрасной (ИК) областях спектра.

Кварцевое стекло может быть получено разными методами - высокотемпературным плавлением кристаллов натурального кварца, плавлением высокочистого песка, а также в результате плавления не натурального, как в первых двух случаях, а предварительно синтезированного и, т.о., обогащенного кремний-содержащего сырья.

Компания "Тидекс" изготавливает оптику из следующих марок кварцевого стекла:

• УФ кварцевое стекло марки КУ-1, которое получают высокотемпературным гидролизом четыреххлористого кремния (SiCl4) в кислород-водородном пламени;
• УФ-ИК, кварцевое стекло марки Infrasil 302, получаемое плавлением природного кристаллического кварца в электрической печи, с последующией очисткой.

Эксплуатация этих кварцевых стекол возможна до температуры 950°C, при этом, благодаря их очень низкому коэффициенту теплового расширения они могут быть быстро нагреты и охлаждены практически без риска необратимого разрушения из-за термоудара. Эти свойства вместе с уникально высоким, по сравнению с большинством других стекол, пропусканием, способствует их широкому использованию для производства высококачественной оптики  от простых окон, линз и призм до сложных элементов с многослойными диэлектрическими покрытиями: лучеделителей, элементов, смешивающих (пропускающих одновременно) излучение разных длин волн, холодных/горячих зеркал и т.д., и т.п. Являясь достаточно инертными материалами к большинству веществ, в том числе и к воздействию практически всех химических кислот, эти кварцевые стекла также находят применение в агрессивных окружающих средах.

Диэлектрические свойства вместе с очень высокой электрической восприимчивостью и низкой теплопроводностью в широком диапазоне температур, позволяют использовать их в качестве термо- и электро-изоляторов.

Редкая комбинация отличной температурной, химической и УФ стабильности вместе с высоким пропусканием в ГУФ, делают эти кварцевые стекла уникальными для создания проекционных шаблонов/масок для целей фотолитографии.

ООО «Тидекс» производит и поставляет широкий спектр оптических компонент из кварцевых стекол марок КУ-1 и Infrasil 302. Примеры можно найти в следующих специальных разделах:

• Оптические компоненты для Nd:YAG лазеров;
• Оптические компоненты для лазеров, излучающих в УФ, видимом и ближнем ИК-диапазонах;

Оптика для спектроскопии:

• Подложки для FTIR-светоделителей
• Плоскопараллельные и клиновидные окна

УФ кварцевое стекло марки КУ-1 характеризуется высоким пропусканием в УФ,  видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра. КУ-1 не имеет характерных для минерального кварцевого стекла (плавленого кварца) полос поглощения в диапазоне 170-250нм, однако обладает интенсивным поглощением в диапазоне 2600-2800нм, вследствие наличия группы ОН в стекле. Материал отличается отсутствием флюоресценции и характеризуется радиационно-оптической стабильностью. КУ-1 практически не содержит пузырей и включений.

Ближайшими аналогами КУ-1 являются стекла следующих марок:
Suprasil Standard (Heraeus), Spectrosil A and B (Saint-Gobain) and Corning 7940 (Corning), Dynasil 1100 and 4100 (Dynasil).

УФ-ИК кварцевое стекло марки Infrasil 302 характеризуется уникальными физическими свойствами и превосходными оптическими характеристиками от УФ до ИК-области спектра, что определяет его предпочтительность среди прочих материалов для изготовления оптики в широком диапазоне длин волн. Материал не имеет какого-либо существенного поглощения в области от 250нм и не имеет «водяного» (ОН) поглощения в районе 2700нм. Стекло марки Infrasil 302 практически не содержит пузырей и включений.

В ИК диапазоне спектра ближайшим аналогом Infrasil 302 являются стекла следующих марок: КС-4В и КИ (в настоящее время обе марки не выпускаются).

Таблица основных свойств

Одинаковые свойста

ООО «Тидекс» предлагает оптические компоненты из указанных марок кварцевого стекла, характеризующиеся точностью формы поверхности (проходящий волновой фронт TWD или плоскостность) до 0.1lambda (lambda = 633нм) и чистотой поверхности 20/10scr/dig (стандарт MIL-0-13830А). Стандартные каталожные окна Д12.7мм и Д25.4мм доступны со склада.
 
Типичные кривые пропускания кварцевых стекол КУ-1 и Infrasil 302, учитывающие Френелевские потери на отражение, представлены на рис. 1 и 2.

Рис. 1 КУ-1 и Infrasil 302, пропускание в диапазоне длин волн 150-1000 нм.
Толщина образца 10 мм. 

Рис. 2  КУ-1 и Infrasil 302, пропускание в диапазоне длин волн
            1000-4500 нм. Толщина образца 10 мм. 

Обращаем Ваше внимание на то, что данная статья приведена только для информации. Мы не поставляем кварцевые стекла марок КУ-1 и Infrasil 302 в заготовках, равно как и полуфабрикаты из них, а только готовые компоненты с покрытиями и без оных.