Przegląd okien optycznych szafirowych 

Optyczne okna szafirowe to wysokowydajne komponenty wykonane z monokrystalicznego tlenku glinu (Al₂O₃).
Ze względu na swoją unikalną strukturę krystaliczną, okna szafirowe wykazują:

• Znakomitą twardość

• Doskonałą transmisję optyczną

• Wyjątkową stabilność termiczną i chemiczną

• Wyjątkową wytrzymałość mechaniczną

Są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, obronnym, optyce, instrumentach medycznych i zastosowaniach przemysłowych, gdzie trwałość i niezawodność są krytyczne.

Typowe specyfikacje (konfigurowalne) okien optycznych szafirowych

• Średnica: 5 mm – 300 mm

• Grubość: 0,1 mm – 20 mm

• Dokładność powierzchni: opcje λ/10, λ/4, λ/2

• Równoległość: ＜1 minuta kątowa

• Jakość powierzchni: 10/5, 20/10, 40/20 (MIL-PRF-13830B)

• Transmisja: ＞85% w widmie widzialnym (bez powłoki)

• Opcje powłok: AR, HR, dwupasmowe lub niestandardowe powłoki

Przegląd procesu produkcji okien optycznych szafirowych

1. Wzrost kryształów

   • Wysokiej czystości tlenek glinu jest topiony i hodowany w kryształy szafiru (metody Czochralskiego lub Kyropoulosa).

   • Precyzyjna kontrola zapewnia bezdefektowe, optycznie czyste monokryształy.

2. Cięcie

   • Bloki szafirowe są cięte na półfabrykaty za pomocą pił diamentowych lub cięcia laserowego.

   • Orientacja jest kontrolowana w celu optymalizacji właściwości optycznych.

3. Szlifowanie

   • Szlifowanie mechaniczne zmniejsza grubość i zapewnia płaskie, równoległe powierzchnie.

   • Ścierniwa diamentowe są używane do precyzyjnego kształtowania.

4. Polerowanie

   • Precyzyjne polerowanie zapewnia chropowatość powierzchni klasy optycznej (RMS < 1 nm).

   • Określa ostateczną transmisję i jakość obrazowania.

5. Kontrola jakości

   • Interferometry, mikroskopy i testery transmisji mierzą płaskość, równoległość i przejrzystość optyczną.

   • Tylko zakwalifikowane okna przechodzą do wykończenia.

6. Powłoka (opcjonalna)

   • Powłoki AR, HR lub wielowarstwowe są nakładane w celu poprawy wydajności.

7. Czyszczenie i pakowanie

   • Czyszczenie ultradźwiękowe usuwa cząstki i zanieczyszczenia.

   • Pakowane w czystym, ochronnym środowisku, aby uniknąć uszkodzeń.

Zastosowania okien optycznych szafirowych

• Systemy laserowe: Okna laserowe dużej mocy do ochrony i transmisji

• Lotnictwo i obrona: Kopuły pocisków, czujniki samolotów, optyka satelitarna

• Instrumenty UV/IR: Spektrometry UV, detektory IR, systemy obrazowania

• Urządzenia medyczne: Sprzęt do chirurgii laserowej, endoskopy, instrumenty diagnostyczne

• Monitorowanie przemysłowe: Okna pieców, czujniki ciśnienia, diagnostyka plazmowa

Zalety okien optycznych szafirowych

• Długa żywotność, zmniejszająca koszty konserwacji

• Doskonała wydajność w ekstremalnych warunkach (wysoka temperatura, wysokie ciśnienie, warunki korozyjne)

• Wysoka transmisja optyczna w szerokim spektrum

• W pełni konfigurowalne dla różnorodnych zastosowań naukowych, przemysłowych i obronnych

FAQ (Najczęściej zadawane pytania) okien optycznych szafirowych

P1: Jaka jest różnica między oknami szafirowymi a oknami kwarcowymi lub szklanymi?
O1: Okna szafirowe są znacznie twardsze (Mohs 9 vs. Mohs 5–7), trwalsze i mogą wytrzymać ekstremalne warunki. Okna kwarcowe lub szklane są tańsze, ale nie nadają się do warunków wysokich naprężeń lub wysokich temperatur.

P2: Czy okna szafirowe mogą być używane z laserami dużej mocy?
O2: Tak. Okna szafirowe mają niską absorpcję, wysokie progi uszkodzeń i doskonałą przewodność cieplną, co czyni je idealnymi do zastosowań laserowych dużej mocy.

P3: Czy okna szafirowe są przezroczyste zarówno w regionach UV, jak i IR?
O3: Tak. Szafir transmituje od 200 nm (głęboki UV) do 5000 nm (średni IR), obejmując szerokie spektrum.

P4: Jakie powłoki są dostępne?
O4: Powłoki antyrefleksyjne (AR), wysoko odbijające (HR), częściowej transmisji lub wielopasmowe mogą być nakładane zgodnie z wymaganiami aplikacji.