Optische Linse aus hochreinem SiC, kubisch 4H-semi 6SP, kundenspezifische Größe
Eigenschaften von SiC-Optiklinsen
1. Materialüberlegenheit
Anpassungsfähigkeit an extreme Umgebungsbedingungen: Widersteht Temperaturen >1500°C, starker Säure-/Laugenkorrosion und hochenergetischer Strahlung, ideal für Raumfahrzeuge und kerntechnische Anlagen.
Außergewöhnliche mechanische Festigkeit: Nahezu diamantartige Härte (Mohs 9,5), Biegefestigkeit >400 MPa und Schlagfestigkeit, die herkömmliches optisches Glas weit übertrifft.
Thermische Stabilität: Wärmeleitfähigkeit 100-mal höher als bei Quarzglas, mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von nur 1/10 des Wertes von normalem Glas, wodurch Stabilität bei schnellen Temperaturwechseln gewährleistet wird.
2. Optische Leistungsvorteile
Breites spektrales Transmissionsspektrum (0,2-6 μm); spezielle Beschichtungen können die Transmission in bestimmten Bereichen auf >95% optimieren (z. B. 3-5 μm mittleres Infrarot).
Geringe Streuverluste (<0,5%/cm), Oberflächengüte bis zum 10/5-Kratz- und Dig-Standard und Oberflächenebenheit λ/10@633 nm.
Hohe Laserzerstörschwelle (LIDT) >15 J/cm² (1064 nm, 10 ns Pulse), geeignet für Hochleistungslaserfokussierungssysteme.
3. Präzisionsbearbeitungsmöglichkeiten
Unterstützt komplexe Oberflächen (asphärisch, Freiform) mit einer Formgenauigkeit von <100 nm PV und einer Zentrierung von <1 Bogenminute.
In der Lage, übergroße SiC-Linsen (Durchmesser >500 mm) für astronomische Teleskope und Weltraumoptiken herzustellen.
Hauptanwendungen von SiC-Optiklinsen
1. Weltraumoptik und -verteidigung
Satellitenfernerkundungslinsen und Weltraumteleskopoptiken, die die Leichtbaueigenschaften (Dichte 3,21 g/cm³) und Strahlungsbeständigkeit von SiC nutzen.
Optische Fenster des Raketensuchers, die während des Hyperschallflugs einer aerodynamischen Erhitzung (>1000°C) ausgesetzt sind.
2. Hochleistungslasersysteme
Fokuslinsen für industrielle Laserschneid-/Schweißanlagen, die einer längeren Einwirkung von kontinuierlichen Lasern der kW-Klasse standhalten.
Strahlformungselemente in Trägheitsfusionssystemen (ICF), die eine präzise Hochenergie-Laserübertragung gewährleisten.
3. Halbleiter- und Präzisionsfertigung
SiC-Spiegelsubstrate für EUV-Lithographieoptiken mit einer thermischen Verformung von <1 nm unter einem Wärmestrom von 10 kW/m².
Elektromagnetische Linsen für Elektronenstrahl-Inspektionssysteme, die die Leitfähigkeit von SiC zur aktiven Temperaturregelung nutzen.
4. Industrielle Inspektion & Energie
Endoskoplinsen für Hochtemperaturöfen (1500°C Dauerbetrieb).
Infrarotoptische Komponenten für Ölbohrlochmessgeräte, die Bohrlochdrücken (>100 MPa) und korrosiven Medien widerstehen.
Kernwettbewerbsvorteile
1. Umfassende Leistungsführung
SiC-Linsen übertreffen herkömmliche optische Materialien (Quarzglas, ZnSe) hinsichtlich thermischer/mechanischer/chemischer Stabilität. Ihre Eigenschaften „hohe Leitfähigkeit + geringe Ausdehnung“ lösen die Herausforderungen der thermischen Verformung bei großen optischen Bauteilen.
2. Lebenszykluskosteneffizienz
Obwohl die Anschaffungskosten höher sind, reduzieren die verlängerte Lebensdauer von SiC-Linsen (5-10-mal so lang wie bei herkömmlichem Glas) und der wartungsfreie Betrieb die Gesamtbetriebskosten (TCO) erheblich.
3. Gestaltungsfreiheit
Reaktionsgebundene oder CVD-Verfahren ermöglichen die Herstellung leichter optischer SiC-Strukturen (Wabenkerne) und erzielen dabei ein unübertroffenes Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht.
XKH-Servicefunktionen
1. Kundenspezifische Fertigungsdienstleistungen
Komplettlösungen vom optischen Design (Zemax/Code V Simulation) bis zur finalen Auslieferung, Unterstützung asphärischer/off-axis parabolischer Freiformflächen.
Spezialbeschichtungen: Antireflexbeschichtung (AR), diamantartiger Kohlenstoff (LIDT>50 J/cm²), leitfähiges ITO usw.
2. Qualitätssicherungssysteme
Metrologische Geräte, darunter 4D-Interferometer und Weißlichtprofilometer, gewährleisten eine Oberflächengenauigkeit von λ/20.
Materialbezogene Qualitätskontrolle: Röntgenbeugungsanalyse der kristallographischen Orientierung für jeden SiC-Rohling.
3. Mehrwertdienste
Thermostrukturelle Kopplungsanalyse (ANSYS-Simulation) zur Leistungsvorhersage.
Optimiertes Design der integrierten SiC-Linsenbefestigungsstruktur.
Abschluss
SiC-Linsen definieren dank ihrer einzigartigen Materialeigenschaften die Leistungsgrenzen hochpräziser optischer Systeme neu. Unsere vertikal integrierten Kompetenzen in der SiC-Materialherstellung, Präzisionsbearbeitung und Prüfung ermöglichen revolutionäre optische Lösungen für die Luft- und Raumfahrt sowie die fortgeschrittene Fertigungsindustrie. Mit Fortschritten im SiC-Kristallwachstum werden sich zukünftige Entwicklungen auf größere Aperturen (>1 m) und komplexere Oberflächengeometrien (Freiform-Arrays) konzentrieren.
Als führender Hersteller von hochentwickelten optischen Komponenten ist XKH auf Hochleistungsmaterialien wie Saphir, Siliziumkarbid (SiC) und Siliziumwafer spezialisiert und bietet Komplettlösungen von der Rohmaterialverarbeitung bis zur Präzisionsbearbeitung. Unsere Expertise umfasst:
1. Kundenspezifische Fertigung: Präzisionsbearbeitung komplexer Geometrien (asphärisch, Freiform) mit Toleranzen bis zu ±0,001 mm
2. Materialvielfalt: Verarbeitung von Saphir (UV-IR-Fenster), SiC (Hochleistungsoptik) und Silizium (IR/Mikrooptik)
3. Mehrwertdienste:
Antireflex-/langlebige Beschichtungen (UV-FIR)
Metrologiegestützte Qualitätssicherung (λ/20-Ebenheit)
Reinraummontage für kontaminationssensible Anwendungen
Wir bedienen die Luft- und Raumfahrt-, Halbleiter- und Laserindustrie und kombinieren Materialwissenschaftskompetenz mit fortschrittlicher Fertigung, um Optiken zu liefern, die extremen Umgebungsbedingungen standhalten und gleichzeitig die optische Leistung optimieren.
