Finestre ottiche in zaffiro personalizzate ad alta purezza, trasmissione ≥90%

Finestre ottiche in zaffiro personalizzate, elevata purezza, trasmissione ≥90%, immagine in evidenza

Breve descrizione:

Le finestre ottiche in zaffiro sono componenti ottici specializzati realizzati in ossido di alluminio monocristallino (Al₂O₃), rinomato per le sue eccezionali prestazioni ottiche, la resistenza meccanica e la stabilità chimica. Essendo il cristallo di ossido più duro (durezza Mohs 9), le finestre in zaffiro presentano un'eccellente trasmittanza (~83-85% senza rivestimento) nello spettro dell'ultravioletto (200 nm) e dell'infrarosso medio (5,5 μm), rendendole ideali per applicazioni complesse che richiedono elevata trasparenza e durata.

La produzione prevede processi chiave, tra cui la crescita con orientamento cristallino, la frammentazione di precisione, la lucidatura su scala nanometrica e il rivestimento speciale. Tecniche di crescita avanzate (ad esempio, metodi HEM o KY) producono boules di alta qualità con una bassa densità di difetti (<10⁴/cm²). L'esclusiva struttura cristallina esagonale consente proprietà anisotropiche, con orientamenti ottimizzati (tagli sull'asse C, sull'asse A o sul piano R) che personalizzano le prestazioni ottiche per applicazioni specifiche.

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Caratteristiche

Parametri tecnici

Articolo	Finestra ottica
Materiale	BK7, JGS1, silice fusa UV, zaffiro ecc.
Dimensione	1 mm-300 mm
Tolleranza dimensionale	±0,05 mm
Qualità della superficie	20-10~60-40
Planarità della superficie	1/4~1/8
Apertura libera	oltre il 90%
Rivestimento	200-4000 nm
Applicazione	Laser, trasmissione della luce, display, ecc.

Caratteristiche principali

1. Adattabilità all'ambiente estremo
Le finestre ottiche in zaffiro dimostrano prestazioni eccezionali con un punto di fusione di 2053 °C, mantenendo l'integrità strutturale in ambienti operativi continui a 1000 °C. Questa stabilità termica è consentita da un coefficiente di dilatazione termica (CTE) estremamente basso, pari a 5,3×10⁻⁶/K lungo l'asse C, significativamente superiore ai vetri ottici convenzionali. Dal punto di vista chimico, le finestre ottiche in zaffiro presentano una notevole inerzia, resistendo a tutti gli acidi forti (eccetto l'HF) e agli alcali, il che le rende ideali per apparecchiature di processo chimico e applicazioni marine. Dal punto di vista meccanico, queste finestre vantano una resistenza alla flessione superiore a 1000 MPa (da 5 a 8 volte superiore a quella del vetro ottico standard) con un'eccezionale resistenza agli urti.

2. Vantaggi delle prestazioni ottiche
Le finestre ottiche in zaffiro offrono una trasmissione >80% su un ampio intervallo spettrale (200-5500 nm a 2 mm di spessore). Grazie all'orientamento ottimizzato dei cristalli (ad esempio, asse C perpendicolare al percorso della luce), gli effetti di birifrangenza sono efficacemente ridotti al minimo. La qualità della superficie soddisfa i rigorosi requisiti ottici con planarità λ/10 a 633 nm e rugosità superficiale <0,5 nm RMS.

3. Capacità di produzione avanzate
Le nostre finestre ottiche in zaffiro supportano lavorazioni di grande formato (diametro >300 mm) e geometrie complesse, incluse configurazioni asferiche e a gradini. La tecnologia specializzata di sigillatura dei bordi consente di raggiungere tassi di perdita <1×10⁻⁹Pa·m³/s per applicazioni sotto vuoto. Grazie ai rivestimenti in carbonio simile al diamante (DLC), la soglia di danno indotto dal laser (LIDT) raggiunge i 15 J/cm² (impulsi da 1064 nm, 10 ns).

Applicazioni primarie

1.Difesa e aerospaziale
Le finestre ottiche in zaffiro fungono da cupole missilistiche, resistendo a shock termici estremi (>1000 °C) durante il volo ipersonico. Le varianti di grado spaziale garantiscono oltre 15 anni di vita operativa orbitale nelle applicazioni spaziali.

2. Attrezzature industriali
Nella fabbricazione di semiconduttori, le finestre ottiche in zaffiro fungono da finestre di visualizzazione resistenti al plasma nelle camere di incisione e CVD. Gli endoscopi ad alta temperatura utilizzano queste finestre per immagini nitide in ambienti di forno a 1500 °C.

3.Strumenti scientifici
Le finestre ottiche in zaffiro ad alta purezza (<5 ppm di impurità) riducono al minimo l'assorbimento dei raggi X nelle linee di luce di sincrotrone. La loro bassa non linearità preserva la fedeltà degli impulsi al femtosecondo nei sistemi laser ultraveloci.

4.Dispositivi commerciali
I sommergibili d'altura utilizzano finestre ottiche in zaffiro adatte a profondità di 6000 m (>60 MPa). Le fotocamere degli smartphone integrano queste finestre come coperture protettive, sfruttando la loro resistenza ai graffi Mohs 9 per una maggiore durata.

Le finestre ottiche in zaffiro continuano ad ampliare le loro applicazioni attraverso progressi nella lavorazione di grandi formati, geometrie complesse e caratteristiche prestazionali migliorate, consolidando la loro posizione come componenti essenziali nei settori dell'alta tecnologia.

Servizi XKH

La piattaforma di servizi completa di XKH integra competenze produttive all'avanguardia con un solido supporto tecnico per fornire soluzioni complete per finestre ottiche in zaffiro. La divisione di produzione personalizzata offre elaborazione basata su disegno con funzionalità complete di conversione di file 2D/3D, integrate da servizi di ottimizzazione Design for Manufacturing (DFM) che riducono i rischi e i costi di produzione. Manteniamo capacità di prototipazione rapida leader del settore, consegnando campioni funzionali da Φ100 mm entro 5 giorni lavorativi per accelerare i cicli di sviluppo del prodotto. I trattamenti funzionali avanzati includono rivestimenti conduttivi di precisione con resistenza del foglio regolabile da 10 a 1000 Ω/□ per applicazioni di schermatura EMI, insieme a pellicole antiappannamento proprietarie che mantengono la trasparenza ottica in ambienti ad alta umidità.

L'infrastruttura di supporto tecnico si avvale di un team di ingegneri dedicati che utilizzano i software di simulazione ottica Zemax e CodeV per modellare le prestazioni del sistema e prevederne il comportamento termomeccanico in condizioni operative. Il nostro laboratorio di diagnostica dei materiali, dotato di microscopia elettronica a scansione (SEM) e spettroscopia a raggi X a dispersione di energia (EDS), fornisce analisi delle cause profonde dei guasti per migliorarne l'affidabilità. I servizi di validazione ambientale includono test di cicli termici estremi (da -196 °C a 800 °C) e 500 ore di esposizione alla nebbia salina secondo gli standard MIL-STD-810G, garantendo la durata dei componenti in condizioni operative difficili.

I sistemi di garanzia della qualità implementano la completa tracciabilità dei materiali, dalla boule di cristallo al prodotto finito, con ogni componente corredato da una documentazione di certificazione completa. Le capacità metrologiche all'avanguardia includono l'interferometria a sfasamento 4D per la verifica dell'accuratezza superficiale λ/50, l'interferometria a luce bianca con una risoluzione di rugosità superficiale di 0,1 nm e l'analisi spettrofotometrica che copre l'intervallo spettrale 190-3300 nm per la caratterizzazione in trasmissione/riflettanza.

I servizi a valore aggiunto soddisfano requisiti applicativi specifici, tra cui soluzioni di integrazione sotto vuoto con bordi metallizzati e brasatura ermetica per sistemi in ultra alto vuoto (UHV). I servizi di controllo delle scariche elettrostatiche (ESD) personalizzano la resistenza superficiale tra 10⁶-10⁹Ω per prevenire l'accumulo di carica negli strumenti sensibili. Tutti i componenti vengono confezionati in camere bianche di Classe 100, con possibilità di conteggio delle particelle e confezionamento sottovuoto per soddisfare i requisiti di pulizia richiesti per i semiconduttori.