超高真空 (UHV) 视窗
超高真空 (UHV) 视窗的应用
UHV 视窗允许用户通过视觉或仪器(例如激光)访问真空腔。访问方式可以很简单,例如用于观察腔体内部的视窗,也可以是更复杂的定制涂层视窗,允许特定波长(通常是激光或非接触式热成像)在真空系统内外通过。视窗的材料需在所需波长范围内具有足够的透光性,例如透明玻璃可以让用户直接看到系统内部,而硅则在可见光范围内不透明,但可透过远红外波段,用于太赫兹(THz)应用。材料选择、密封方式及涂层也必须能够承受其所处的物理和化学环境,包括任何真空烘烤要求。
可用视窗类型
磁性/非磁性视窗(新页面即将发布)
锶化硅零长度视窗(Brazed fused silica)
Kodial 零长度视窗
蓝宝石零长度视窗
天然 Z 切石英零长度视窗
氟化钙 (CaF2) 零长度视窗
氟化镁 (MgF2) 零长度视窗
化学气相沉积 (CVD) 金刚石零长度视窗
涂层视窗(新页面即将发布)
铅玻璃屏蔽视窗
航天真空窗口(新页面即将发布)
回缩型视窗(Re-entrant)
布鲁斯特窗口(Brewster windows)
差压泵浦视窗(Differentially-pumped,页面待更新)
水冷 X 射线 UHV 视窗
视窗附件:
视窗百叶/遮板
视窗安全罩
铜垫片
视窗安装套件
UHV 视窗材料选择
可选的光学材料种类繁多,选择时需考虑法兰类型、密封方式、光学尺寸、成本、温度极限及感兴趣的波长范围。以下为常见示例(非详尽清单):
硼硅玻璃 (Kodial):可见光透明,用于观察真空系统内部,如样品转移、阀门状态或监控过程。通过将玻璃边缘密封到金属底座上形成真空密封,然后焊接到真空法兰。也称 8250 或 7056 玻璃。
熔融石英 (Fused silica):在紫外 (UV) 范围有高透过率,适合精密激光光学应用。可通过真空钎焊安装到不同金属底座,实现低磁或非磁视窗。高性能型号包括 Spectrosil®、Infrasil® 和 HPFS 7980®。
蓝宝石 (Sapphire):从紫外到近红外有宽透射范围,高温性能优良。通过真空钎焊,可提供标准、低磁性或非磁性版本。
天然 Z 切石英 (Natural z-cut quartz):天然双折射,沿 Z 轴切割,使普通光和异常光通过晶体保持偏振。透射范围 250nm–3µm 和 50µm–1000µm+,适合 THz 应用。因无法承受高温(>490°C)真空钎焊,采用粘接安装。
硒化锌 (ZnSe):黄色,可在红外范围高透光,适用于 10.6 µm CO₂ 激光光学及热成像。
氟化镁 (MgF2):紫外到近红外均透光,常用于准分子激光,C 切方向标准以最小化双折射。
氟化钙 (CaF2):紫外到近红外透光,准分子激光应用。
氟化钡 (BaF2):紫外到近红外透光,在红外区域表现优于 CaF2,典型应用:非接触热测量、热光谱学。
氟化锂 (LiF):150nm–6µm 波段透光,150–200nm (VUV) 价值高,低折射率,用于非接触热成像。
CVD 金刚石:从紫外到远红外透光,适合 THz 应用,提供光学版和 X 射线版。
硫化锌 (ZnS):红外 (8–14 µm) 优良,耐环境,需 ≤250°C。
KRS5 (碘化铊溴 Thallium bromoiodide):深红外,高折射率,广泛用于光谱学,非吸湿,适合 FTIR 液体池窗口。毒性较高,需谨慎存储及处理。材料随时间可冷流,需定期检查。
锗 (Ge):2–14 µm 红外透光,可用于热成像、光谱仪 ATR 头及电磁屏蔽,高折射率可直接作为分束器使用。
Torr Scientific 涂层视窗
氧化铟锡 (ITO):通常施加在真空侧,减少静电积累;可用于大气侧作为微波屏蔽。
抗反射 (AR) 涂层:单层 QWOT,优化客户指定波长范围。
宽带抗反射 (BBAR):四层涂层,优化客户指定激光波长范围。
VAR 涂层:双层,优化指定激光波长。
WAR 涂层:四层,优化指定激光波长。
SPAR 涂层:多层,可针对多波长或宽波段优化。
可根据客户需求在视窗上添加 AR、BBAR、VAR 或 WAR 涂层,提供相应反射率曲线。
法兰选择
Torr Scientific 提供多种真空法兰:
UHV Conflat® CF:304L 或 316LN 不锈钢
非磁性视窗:高等级 316LN 或钛
高真空 KF 与 ISO:标准 304L,可选 316L
可按客户要求定制法兰,或在同一法兰上安装多个窗口。
法兰命名可能不同:
CF = ICF
KF = NW / QF
ISO = LFB / MF
激光损伤阈值 (LDT)
脉冲激光:2 J/cm²(波长 530 nm,脉冲宽度 10 ns),不同波长/脉冲宽度阈值不同。
连续波激光 (CW):500 W/cm²(530 nm),按波长比例缩放。
超快激光(皮秒或飞秒)非热损伤机制会影响阈值,标准 LDT 为保守估计。
UHV 视窗特点与优势
光学材料种类丰富,可选择最适合应用的材料
标准 CF、KF、ISO 法兰,适用于所有真空系统
在线目录和报价单,可查看产品范围与规格
可按需定制,不合适标准件可制造
提供设计服务,可将草图转为成品
26 年制造经验
可定制 AR 涂层
环保包装
选择 Torr Scientific 的理由
高产品质量
光学材料和法兰种类丰富
多种材料可定制 AR 涂层
视窗和涂层在同一工厂制造
GBP/€/$ 价格有竞争力
快速交付
26 年制造经验
专业工程师和科学家技术支持
可按客户要求制造定制视窗
材料和工艺全程可追溯,无铅

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