Maßgeschneiderte optische Saphirfenster mit hoher Reinheit und Transmissionsgrad ≥90 %

Kurze Beschreibung:

Optische Saphirfenster sind spezielle optische Komponenten aus einkristallinem Aluminiumoxid (Al₂O₃), die für ihre außergewöhnliche optische Leistung, mechanische Festigkeit und chemische Stabilität bekannt sind. Als härtester Oxidkristall (Mohshärte 9) weisen Saphirfenster eine hervorragende Transmission (~83–85 % unbeschichtet) im ultravioletten (200 nm) bis mittleren Infrarotbereich (5,5 μm) auf. Damit eignen sie sich ideal für anspruchsvolle Anwendungen, die hohe Transparenz und Haltbarkeit erfordern.

Die Herstellung umfasst Schlüsselprozesse wie Kristallorientierungswachstum, Präzisionszerkleinerung, Nanopolitur und Spezialbeschichtung. Fortschrittliche Wachstumstechniken (z. B. HEM- oder KY-Methoden) liefern hochwertige Einkristalle mit geringer Defektdichte (<10⁴/cm²). Die einzigartige hexagonale Kristallstruktur ermöglicht anisotrope Eigenschaften mit optimierten Orientierungen (C-Achse, A-Achse oder R-Ebene), die die optische Leistung für spezifische Anwendungen anpassen.

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Merkmale

Technische Parameter

Artikel	Optisches Fenster
Material	BK7, JGS1, UV-Quarzglas, Saphir usw.
Dimension	1 mm bis 300 mm
Maßtoleranz	±0,05 mm
Oberflächenqualität	20-10~60-40
Oberflächenebenheit	1/4 bis 1/8
Freie Öffnung	über 90 %
Beschichtung	200-4000 nm
Anwendung	Laser, Lichtdurchlässigkeit, Anzeige usw.

Hauptmerkmale

1. Extreme Anpassungsfähigkeit an Umgebungen
Optische Saphirfenster zeichnen sich durch eine außergewöhnliche Leistung mit einem Schmelzpunkt von 2053 °C aus und behalten ihre strukturelle Integrität auch bei Dauerbetriebstemperaturen von 1000 °C. Diese thermische Stabilität wird durch einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) von 5,3 × 10⁻⁶/K entlang der C-Achse ermöglicht, der herkömmlichen optischen Gläsern deutlich überlegen ist. Chemisch gesehen weisen optische Saphirfenster eine bemerkenswerte Reaktionsträgheit auf und widerstehen allen starken Säuren (außer HF) und Laugen. Dies macht sie ideal für chemische Verarbeitungsanlagen und maritime Anwendungen. Mechanisch gesehen weisen diese Fenster eine Biegefestigkeit von über 1000 MPa auf (5-8 mal stärker als Standard-Optikglas) und bieten eine hervorragende Schlagfestigkeit.

2. Optische Leistungsvorteile
Optische Saphirfenster bieten eine Transmission von >80 % über einen breiten Spektralbereich (200–5500 nm bei 2 mm Dicke). Durch optimierte Kristallorientierung (z. B. C-Achse senkrecht zum Lichtweg) werden Doppelbrechungseffekte effektiv minimiert. Die Oberflächenqualität erfüllt höchste optische Anforderungen mit einer λ/10-Ebenheit bei 633 nm und einer Oberflächenrauigkeit von <0,5 nm RMS.

3. Erweiterte Fertigungskapazitäten
Unsere optischen Saphirfenster unterstützen die Verarbeitung großer Formate (> 300 mm Durchmesser) und komplexer Geometrien, einschließlich asphärischer und gestufter Konfigurationen. Spezielle Kantenversiegelungstechnologie erreicht Leckraten <1×10⁻⁹Pa·m³/s für Vakuumanwendungen. Mit diamantähnlichen Kohlenstoffbeschichtungen (DLC) erreicht die laserinduzierte Zerstörschwelle (LIDT) 15 J/cm² (1064 nm, 10 ns Impulse).

Primäre Anwendungen

1.Verteidigung & Luft- und Raumfahrt
Optische Saphirfenster dienen als Raketenkuppeln und halten extremen Temperaturschocks (>1000 °C) während Hyperschallflügen stand. Weltraumtaugliche Varianten garantieren eine Lebensdauer von über 15 Jahren im Orbit in Raumfahrzeuganwendungen.

2. Industrielle Ausrüstung
In der Halbleiterfertigung dienen optische Saphirfenster als plasmaresistente Sichtfenster in Ätz- und CVD-Kammern. Hochtemperatur-Endoskope nutzen diese Fenster für eine klare Bildgebung in 1500 °C heißen Ofenumgebungen.

3.Wissenschaftliche Instrumente
Optische Fenster aus hochreinem Saphir (<5 ppm Verunreinigungen) minimieren die Röntgenabsorption in Synchrotron-Strahllinien. Ihre geringe Nichtlinearität gewährleistet die Femtosekunden-Pulsgenauigkeit in ultraschnellen Lasersystemen.

4. Kommerzielle Geräte
Tiefsee-Tauchboote verwenden optische Saphirfenster, die für Tiefen von 6000 m (> 60 MPa) ausgelegt sind. Smartphone-Kameras integrieren diese Fenster als Schutzhüllen und nutzen ihre Kratzfestigkeit nach Mohs 9 für eine längere Haltbarkeit.

Die Anwendungsmöglichkeiten optischer Saphirfenster werden durch Fortschritte in der Großformatverarbeitung, bei komplexen Geometrien und verbesserten Leistungsmerkmalen kontinuierlich erweitert, wodurch ihre Position als kritische Komponenten in allen Hightech-Branchen gefestigt wird.

XKH-Dienste

Die umfassende Serviceplattform von XKH vereint modernste Fertigungskompetenz mit zuverlässigem technischen Support und bietet so umfassende Lösungen für optische Saphirfenster. Die Abteilung für kundenspezifische Fertigung bietet zeichnungsbasierte Verarbeitung mit vollständiger 2D-/3D-Dateikonvertierung, ergänzt durch Design for Manufacturing (DFM)-Optimierungsservices zur Reduzierung von Produktionsrisiken und -kosten. Wir verfügen über branchenführende Rapid-Prototyping-Kapazitäten und liefern Funktionsmuster mit Φ100 mm Durchmesser innerhalb von 5 Werktagen, um die Produktentwicklungszyklen zu beschleunigen. Zu den fortschrittlichen Funktionsbehandlungen gehören präzise leitfähige Beschichtungen mit einem von 10–1000 Ω/□ einstellbaren Flächenwiderstand für EMI-Abschirmungsanwendungen sowie proprietäre Antibeschlagfolien, die die optische Klarheit auch in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit gewährleisten.

Die technische Support-Infrastruktur umfasst ein engagiertes Engineering-Team, das die optische Simulationssoftware Zemax und CodeV nutzt, um die Systemleistung zu modellieren und das thermische/mechanische Verhalten unter Betriebsbedingungen vorherzusagen. Unser Materialdiagnostiklabor, ausgestattet mit Rasterelektronenmikroskopie (REM) und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS), bietet Fehlerursachenanalysen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit. Zu den Umweltvalidierungsleistungen gehören extreme Temperaturwechseltests (-196 °C bis 800 °C) und 500 Stunden Salzsprühnebelbelastung gemäß MIL-STD-810G-Standard, um die Langlebigkeit der Komponenten unter rauen Betriebsbedingungen sicherzustellen.

Qualitätssicherungssysteme ermöglichen eine lückenlose Materialrückverfolgbarkeit vom Kristallkörper bis zum fertigen Produkt. Jede Komponente wird von einer umfassenden Zertifizierungsdokumentation begleitet. Zu den modernsten Messmöglichkeiten gehören 4D-Phasenschieberinterferometrie zur Überprüfung der Oberflächengenauigkeit (λ/50), Weißlichtinterferometrie mit einer Oberflächenrauheitsauflösung von 0,1 nm und spektrophotometrische Analysen im Spektralbereich von 190 bis 3300 nm zur Charakterisierung von Transmission und Reflexion.

Mehrwertdienste erfüllen spezielle Anwendungsanforderungen, darunter Vakuumintegrationslösungen mit metallisierten Kanten und hermetischem Löten für Ultrahochvakuumsysteme (UHV). Dienstleistungen zur Kontrolle elektrostatischer Entladungen (ESD) ermöglichen die Anpassung des Oberflächenwiderstands zwischen 10⁶ und 10⁹ Ω, um Ladungsakkumulationen in empfindlichen Instrumenten zu verhindern. Alle Komponenten werden in Reinraumumgebungen der Klasse 100 endverpackt, optional mit Partikelzählung und vakuumgebackener Verpackung für die Reinheitsanforderungen von Halbleitern.