Lente ottica SiC ad alta purezza cubica 4H-semi 6SP di dimensioni personalizzate

Lente ottica SiC ad alta purezza cubica 4H-semi 6SP Dimensioni personalizzate Immagine in evidenza

Breve descrizione:

Le lenti in SiC (lenti ottiche in carburo di silicio) sono componenti ottici di precisione realizzati in carburo di silicio (SiC) ad elevata purezza, che offrono eccezionali proprietà fisico-chimiche e prestazioni ottiche. Caratterizzate da un'elevatissima conduttività termica (490 W/m·K), un basso coefficiente di dilatazione termica (4,0×10⁻⁶/K) e un'eccezionale stabilità ambientale, le lenti in SiC sono diventate la scelta ottimale per i sistemi ottici che operano in condizioni estreme. Queste lenti dimostrano eccellenti prestazioni di trasmissione (trasmittanza non trattata >70%) nelle lunghezze d'onda dall'ultravioletto al lontano infrarosso (0,2-6 μm), rendendole particolarmente adatte per sistemi laser ad alta potenza, ottica spaziale e imaging ottico in ambienti industriali difficili.

Il processo di produzione delle lenti in SiC prevede una rettifica di precisione, una lucidatura ultraprecisa e trattamenti di rivestimento specializzati per ottenere superfici ottiche con una precisione nanometrica (rugosità superficiale <1 nm). È possibile realizzare geometrie personalizzate, tra cui superfici asferiche e a forma libera, per soddisfare i requisiti di progettazione dei sistemi ottici ad alta precisione.

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Caratteristiche

Caratteristiche delle lenti ottiche SiC

1. Superiorità materiale

Adattabilità ambientale estrema: resiste a temperature >1500°C, forte corrosione acida/alcalina e radiazioni ad alta energia, ideale per veicoli spaziali e impianti nucleari.

Resistenza meccanica eccezionale: durezza prossima a quella del diamante (Mohs 9,5), resistenza alla flessione >400 MPa e resistenza agli urti di gran lunga superiore al vetro ottico convenzionale.

Stabilità termica: conduttività termica 100 volte superiore alla silice fusa, con CTE pari a solo 1/10 del vetro comune, che garantisce stabilità in caso di rapidi cicli termici.

2. Vantaggi delle prestazioni ottiche

Ampia trasmissione spettrale (0,2-6 μm); rivestimenti specializzati possono ottimizzare la trasmittanza a >95% in bande specifiche (ad esempio, 3-5 μm mid-IR).

Bassa perdita di dispersione (<0,5%/cm), finitura superficiale fino allo standard scratch-dig 10/5 e planarità superficiale λ/10@633 nm.

Elevata soglia di danno indotto dal laser (LIDT) >15 J/cm² (1064 nm, impulsi da 10 ns), adatta per sistemi di focalizzazione laser ad alta potenza.

3. Capacità di lavorazione di precisione

Supporta superfici complesse (asferiche, di forma libera) con precisione di forma <100 nm PV e centratura <1 arcmin.

In grado di realizzare lenti SiC di grandi dimensioni (diametro >500 mm) per telescopi astronomici e ottiche spaziali.

Applicazioni principali delle lenti ottiche in SiC

1. Ottica e difesa spaziale

Lenti per telerilevamento satellitare e ottiche per telescopi spaziali, che sfruttano le proprietà di leggerezza (densità 3,21 g/cm³) e di resistenza alle radiazioni del SiC.

Finestre ottiche del sistema di ricerca dei missili, resistenti al riscaldamento aerodinamico (>1000°C) durante il volo ipersonico.

2. Sistemi laser ad alta potenza

Lenti di messa a fuoco per apparecchiature industriali di taglio/saldatura laser, che sopportano un'esposizione prolungata a laser continui di classe kW.

Elementi di modellazione del fascio nei sistemi di fusione a confinamento inerziale (ICF), che garantiscono una trasmissione laser precisa ad alta energia.

3. Semiconduttori e produzione di precisione

Substrati per specchi SiC per ottiche litografiche EUV, con deformazione termica <1 nm con flusso termico di 10 kW/m².

Lenti elettromagnetiche per strumenti di ispezione a fascio elettronico, che sfruttano la conduttività del SiC per il controllo attivo della temperatura.

4. Ispezione industriale ed energia

Lenti per endoscopi per forni ad alta temperatura (1500°C funzionamento continuo).

Componenti ottici a infrarossi per strumenti di registrazione dei pozzi petroliferi, resistenti alle pressioni di fondo del foro (>100 MPa) e ai fluidi corrosivi.

Vantaggi competitivi fondamentali

1. Leadership delle prestazioni complete
Le lenti SiC superano i materiali ottici tradizionali (silice fusa, ZnSe) in termini di stabilità termica/meccanica/chimica, con le loro proprietà di "elevata conduttività + bassa espansione" che risolvono le sfide della deformazione termica nelle ottiche di grandi dimensioni.

2. Efficienza dei costi del ciclo di vita
Nonostante i costi iniziali siano più elevati, la maggiore durata utile delle lenti SiC (5-10 volte superiore al vetro convenzionale) e il funzionamento senza manutenzione riducono significativamente il costo totale di proprietà (TCO).

3. Libertà di progettazione
I processi di reazione-legatura o CVD consentono di realizzare strutture ottiche SiC leggere (nuclei a nido d'ape), ottenendo rapporti rigidità-peso senza pari.

Capacità di servizio XKH

1. Servizi di produzione personalizzati

Soluzioni end-to-end dalla progettazione ottica (simulazione Zemax/Code V) alla consegna finale, a supporto di superfici libere paraboliche asferiche/fuori asse.

Rivestimenti specializzati: antiriflesso (AR), carbonio tipo diamante (LIDT>50 J/cm²), ITO conduttivo, ecc.

2. Sistemi di garanzia della qualità

Strumentazione metrologica, tra cui interferometri 4D e profilatori a luce bianca, che garantiscono una precisione superficiale pari a λ/20.

Controllo di qualità a livello di materiale: analisi dell'orientamento cristallografico XRD per ogni pezzo grezzo di SiC.

3. Servizi a valore aggiunto

Analisi dell'accoppiamento termostrutturale (simulazione ANSYS) per la previsione delle prestazioni.

Progettazione ottimizzata della struttura di montaggio delle lenti SiC integrate.

Conclusione

Le lenti in SiC stanno ridefinendo i limiti prestazionali dei sistemi ottici ad alta precisione grazie alle loro ineguagliabili proprietà. Le nostre competenze verticalmente integrate nella sintesi, nella lavorazione di precisione e nei test dei materiali SiC offrono soluzioni ottiche rivoluzionarie per i settori aerospaziale e manifatturiero avanzato. Con i progressi nella crescita dei cristalli di SiC, gli sviluppi futuri si concentreranno su aperture maggiori (>1 m) e geometrie superficiali più complesse (array a forma libera).

In qualità di produttore leader di componenti ottici avanzati, XKH è specializzata in materiali ad alte prestazioni, tra cui zaffiro, carburo di silicio (SiC) e wafer di silicio, offrendo soluzioni complete, dalla lavorazione delle materie prime alla finitura di precisione. La nostra competenza comprende:

1. Fabbricazione personalizzata: lavorazione di precisione di geometrie complesse (asferiche, forme libere) con tolleranze fino a ±0,001 mm

2. Versatilità dei materiali: lavorazione di zaffiro (finestre UV-IR), SiC (ottica ad alta potenza) e silicio (IR/micro-ottica)

3. Servizi a valore aggiunto:

Rivestimenti antiriflesso/durevoli (UV-FIR)

Garanzia di qualità supportata dalla metrologia (planarità λ/20)

Assemblaggio in camera bianca per applicazioni sensibili alla contaminazione

Al servizio dei settori aerospaziale, dei semiconduttori e dei laser, combiniamo la competenza nella scienza dei materiali con la produzione avanzata per fornire ottiche che resistono ad ambienti estremi, ottimizzando al contempo le prestazioni ottiche.