Maßgefertigte Saphirglasfenster, optische Saphirteile
Technische Spezifikation
| Name | optisches Glas |
| Material | Saphir, Quarz |
| Durchmessertoleranz | +/-0,03 mm |
| Dickentoleranz | +/-0,01 mm |
| Cler-Blende | über 90% |
| Ebenheit | ^/4 @632,8 nm |
| Oberflächenqualität | 80/50 bis 10/5 Scratch and Dig |
| Übertragung | über 92 % |
| Fase | 0,1–0,3 mm x 45 Grad |
| Toleranz der Brennweite | +/-2% |
| Toleranz der hinteren Brennweite | +/-2% |
| Beschichtung | verfügbar |
| Verwendung | optisches System, fotografisches System, Beleuchtungssystem, elektronische Geräte wie Laser, Kamera, Monitor, Projektor, Lupe, Teleskop, Polarisator, elektronisches Instrument, LED usw. |
Materialqualität: Die Grundlage für Leistung
Die intrinsischen Eigenschaften von synthetischem Saphir machen ihn zum bevorzugten Material für Hochleistungsoptiken. Mit einer Mohs-Härte von 9 – nur Diamant weist eine höhere Härte auf – sind diese Fenster abrieb-, kratz- und verschleißfest, selbst in abrasiven industriellen Umgebungen wie der Laserbearbeitung oder in robotergestützten Bildverarbeitungssystemen. Ihre thermische Stabilität erstreckt sich über einen erstaunlichen Bereich von -200 °C bis 2053 °C und ermöglicht so Anwendungen in Hitzeschutzsystemen für die Luft- und Raumfahrt sowie in Hochtemperatur-Industriereaktoren. Die chemische Inertheit gewährleistet zudem die Kompatibilität mit aggressiven Lösungsmitteln, Säuren und Laugen, die für die pharmazeutische und Halbleiterfertigung von entscheidender Bedeutung ist.
Die optische Transparenz von Saphir erstreckt sich von 200 nm (UV) bis 6 μm (mittleres Infrarot) und erreicht in diesem Spektrum eine Transmission von über 85 %. Dieser breite Bereich ermöglicht multispektrale Bildgebung in der Fernerkundung, Quantenkommunikationssysteme und fortschrittliche LiDAR-Sensoren für autonome Fahrzeuge. Im Gegensatz zu Quarz oder Polymeren minimiert die fehlende Doppelbrechung von Saphir optische Verzerrungen und gewährleistet so Präzision in der Interferometrie und der Detektion von Gravitationswellen.
Fortschrittliches Design und funktionale Integration
Moderne Saphirfenster sind keine statischen Bauteile – sie sind für dynamische Leistung optimiert. Asphärische und Freiformgeometrien eliminieren sphärische Aberrationen und verbessern so die Auflösung in Hochleistungslasersystemen und Hyperspektralkameras. Elliptische Aperturen optimieren beispielsweise die Lichtausbeute in der Satellitenbildgebung, während konische Designs die nahtlose Integration in beengte Räume wie medizinische Endoskope ermöglichen.
Funktionelle Beschichtungen verbessern ihre Leistungsfähigkeit:
• Antireflexbeschichtungen (AR): Mehrschichtige dielektrische Beschichtungen reduzieren die Reflektivität auf <0,3% und steigern so den Durchsatz in 400G-Optikmodulen und UV-Lithographiesystemen.
• Bandpassfilter: Kundenspezifische Filter (z. B. 940 nm IR) ermöglichen die wellenlängenselektive Transmission für LiDAR und die Quantenschlüsselverteilung.
• Diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC): Ultraharte DLC-Beschichtungen verbessern die Kratzfestigkeit von Luft- und Raumfahrtkuppeln, die Mikrometeoriteneinschlägen ausgesetzt sind.
Anwendungsbereiche in kritischen Branchen
1. Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung
• Satellitenbildgebung: Überstehen von Temperaturschwankungen von -196 °C bis +120 °C in Erdbeobachtungssatelliten und Aufnehmen hochauflösender Bilder für die Klimaüberwachung.
• Hyperschallsysteme: Sie widerstehen thermischen Schocks von 2000°C beim Wiedereintritt in die Atmosphäre und schützen so die Lenksysteme der Raketen.
2. Medizintechnik
• Autoklavierbare Endoskope: Sie widerstehen Korrosion durch Sterilisationsprozesse und ermöglichen so die Wiederverwendung als diagnostische Instrumente für den Magen-Darm-Trakt.
• Infrarot-Thermografie: Erkennung von Wärmesignaturen im Submillimeterbereich bei der Inspektion elektrischer Geräte mit FLIR-kompatibler Optik.
3. Industrielle Automatisierung
• LiDAR-Sensoren: Verbesserung der Erfassungsreichweite auf über 200 m bei widrigen Wetterbedingungen (Regen, Nebel) für die Navigation autonomer Fahrzeuge.
• Hochtemperatursensoren: Überwachung von Öfen mit Temperaturen über 1500°C in metallurgischen Prozessen unter Ausnutzung der Temperaturwechselbeständigkeit von Saphir.
4. Quanteninnovationen
• Einzelphotonendetektoren: Ermöglichen rauscharmes Photonenzählen für sichere Quantenkommunikationsnetzwerke.
• Kryogene Systeme: Aufrechterhaltung der optischen Klarheit bei Temperaturen von 4K in Quantencomputerplattformen.
Anpassungs- und skalierbare Lösungen
Das „Material-Prozess-Service“-Paradigma von XKH gewährleistet maßgeschneiderte Lösungen:
1. Komplexe Geometrien: CAD-Modelle mit Toleranzen von ±0,001 mm für nicht standardmäßige Formen (z. B. spiralförmige Wärmeableitungsfenster für Fusionsreaktoren) werden akzeptiert.
2. Mehrschichtbeschichtungen: Durch Ionenstrahlzerstäubung wird eine Transmission von 98 % bei 940 nm erreicht, was für Gesichtserkennungssysteme entscheidend ist.
3. Massenproduktion: Die automatisierte Fertigung ermöglicht die Herstellung von mehr als 500.000 Einheiten pro Monat mit einer Konsistenz von 99,5 % und unterstützt schnelles Prototyping (7-Tage-Bearbeitungszeit) sowie Großaufträge.
Fazit: Die Gestaltung der optischen Grenzen von morgen
Optische Saphirfenster sind mehr als nur Bauteile – sie ermöglichen technologische Durchbrüche. Von Hyperschall-Verteidigungssystemen bis hin zu Quantencomputern der nächsten Generation: Ihre unübertroffenen Materialeigenschaften und ihre Designflexibilität versetzen Branchen in die Lage, extreme Herausforderungen zu meistern. Dank des schnellen globalen Einsatzes und unseres Engagements für Innovation setzen diese Fenster neue Maßstäbe in der optischen Technik und treiben Fortschritte in den Bereichen Nachhaltigkeit, Miniaturisierung und missionskritische Zuverlässigkeit voran. Nutzen Sie mit uns das Potenzial von Saphir und erschließen Sie neue Horizonte in der Photonik.
