Torr Scientific 超高真空(UHV)观察窗窗口材料选择
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标准情况下有多种光学材料可供选择,选择将取决于诸多因素,包括安装法兰、密封类型、光学元件尺寸、成本、极端温度以及相关的波长范围。下面列出了一些常见示例,这并非详尽无遗的清单,我们也愿意考虑客户可能指定的其他材料。
硼硅酸盐(科迪亚尔)玻璃观察窗在可见光范围内具有光学透明性,可用于观察真空系统内部的情况。典型应用包括观察样品转移、检查阀门的开闭状态,或监控工艺过程及活性组件。硼硅酸盐观察窗的制造过程是将玻璃光学元件的边缘与金属旋压件进行气密性密封,形成真空防漏密封,然后将其焊接到合适的真空法兰上。硼硅酸盐玻璃也被称为 8250 或 7056 玻璃。
熔融石英在光谱的紫外线(UV)范围内具有高透射率。其优良的光学性能使其成为需要精密光学元件的激光应用中的理想选择。这些光学元件通过真空钎焊连接到各种金属旋压件上。不同的金属旋压材料可用于生产低磁或无磁观察窗。除了标准的紫外线级熔融石英外,我们还可提供高性能等级的熔融石英,如 Spectrosil®、Infrasil® 和 HPFS 7980®。
蓝宝石具有从紫外到近红外的广泛透射范围,并且在高温下也能良好工作。蓝宝石采用真空钎焊工艺,有标准型、低磁型和无磁型可供选择。
天然 Z 切石英具有天然的双折射特性,该材料沿 Z 轴(Z 切) cleavage,使得晶体的光轴垂直于平面,从而让寻常光和非常光沿相同路径穿过晶体,并保持光束的偏振状态。其透射范围为 250 纳米至 3 微米以及 50 微米至 1000 微米以上,这使其成为理想的太赫兹材料。我们提供粘接安装的 Z 切视口,因为这种材料无法承受真空钎焊所涉及的高温(490°C 以上)。
硒化锌(ZnSe)以其独特的黄色而易于识别。它在红外范围内具有高透射率,是用于 10.6 微米二氧化碳激光器光学元件的优选材料之一,其应用包括热成像。
氟化镁(MgF₂)在紫外和近红外范围内均有透射,常用于准分子激光应用。我们提供的这种材料标准为 C 切割取向,以实现最小的双折射。
氟化钙(CaF₂)在紫外和近红外范围内均有透射,用于准分子激光应用。
氟化钡(BaF₂)在紫外和近红外范围内均有透射,在红外区域的性能略优于氟化钙(但在紫外区域性能较差),典型应用包括热成像(非接触式温度测量)和热光谱学。
氟化锂(LiF)的透射范围约为 150 纳米至 6 微米,其在 150 纳米至 200 纳米范围(真空紫外)的性能备受重视。它的折射率较低,常见用途包括热成像(非接触式温度测量)。
化学气相沉积金刚石是极佳的光学材料,其透射范围从紫外到远红外,因此是太赫兹应用的理想材料。我们提供该材料的光学版本和 X 射线版本,二者在紫外和可见光范围内的透射率有所不同。
硫化锌(ZnS)是一种优良的红外材料,尤其适用于 8 至 14 微米范围。它质地坚硬,能够承受恶劣环境,但加热温度不得超过 250°C。
KRS5(溴碘化铊)具有深红外特性,且折射率高,广泛用于光谱学应用。它不吸湿,因此被用作傅里叶变换红外光谱中的液体池窗口,是其他吸湿性光学材料的合适替代品。但该材料的缺点是具有毒性,需要小心处理和储存,而且随着时间的推移可能会发生冷流现象,因此需要定期检查。
锗(Ge)在 2 微米至 14 微米范围内具有良好的透射率,适用于热成像和测量应用。其折射率较高(在 11 微米时为 4),因此具有较高的固有反射率,无需特殊涂层即可用作分束器。红外光谱仪的衰减全反射(ATR)探头等部件通常由锗制成,它还可用于电磁屏蔽。
