Saphirfaser-Einkristall-Al₂O₃ mit hoher optischer Transmission und einem Schmelzpunkt von 2072 °C kann als Laserfenstermaterial verwendet werden.

Kurzbeschreibung:

Saphirfasern bestehen aus einkristallinem Aluminiumoxid (Al₂O₃), einem Material mit hoher mechanischer Festigkeit, chemischer Beständigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit. Saphir besitzt eine hexagonale Kristallstruktur, einen Lichtdurchlässigkeitsbereich von 0,146 µm und eine hohe optische Transmission im Bereich von 3,05 µm. Mit einem Schmelzpunkt von bis zu 2072 °C und seiner zweithöchsten Härte nach Diamant zeichnen sich Saphirfasern durch extrem hohe Hitzebeständigkeit und mechanische Festigkeit aus.

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Merkmale

Vorbereitungsprozess

1. Saphirfasern werden üblicherweise mittels Laser-Heating-Base-Verfahren (LHPG) hergestellt. Mit diesem Verfahren lassen sich Saphirfasern mit geometrischer Achse und C-Achse züchten, die eine gute Transmission im nahen Infrarotbereich aufweisen. Die Verluste resultieren hauptsächlich aus Streuung an Kristallfehlern in oder auf der Oberfläche der Faser.

2. Herstellung von siliziumdioxidummantelten Saphirfasern: Zunächst wird eine Polydimethylsiloxan-Beschichtung auf die Oberfläche der Saphirfaser aufgebracht und ausgehärtet. Anschließend wird die ausgehärtete Schicht bei 200–250 °C in Siliziumdioxid umgewandelt, um die siliziumdioxidummantelten Saphirfasern zu erhalten. Dieses Verfahren zeichnet sich durch niedrige Prozesstemperatur, einfache Handhabung und hohe Prozesseffizienz aus.

3. Herstellung von Saphirkegelfasern: Mithilfe einer Laserheizbasis-Wachstumsvorrichtung werden Saphirkegelfasern hergestellt, indem die Hubgeschwindigkeit des Saphirfaser-Impfkristalls und die Vorschubgeschwindigkeit des Saphirkristall-Quellstabs gesteuert werden. Mit diesem Verfahren lassen sich Saphirkegelfasern unterschiedlicher Dicke und mit feinen Enden herstellen, die den jeweiligen Anwendungsanforderungen gerecht werden.

Fasertypen und Spezifikationen

1. Durchmesserbereich: Der Durchmesser der Saphirfaser kann zwischen 75 und 500 μm gewählt werden, um den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

2. Konische Faser: Konische Saphirfasern ermöglichen eine hohe Lichtenergieübertragung bei gleichzeitiger Gewährleistung der Faserflexibilität. Diese Faser verbessert die Energieübertragungseffizienz, ohne die Flexibilität einzuschränken.

3. Durchführungen und Steckverbinder: Für optische Fasern mit einem Durchmesser von mehr als 100 μm können Sie zum Schutz oder zur Verbindung Durchführungen aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder optische Fasersteckverbinder verwenden.

Anwendungsgebiet

1. Hochtemperatur-Fasersensor: Saphirfasern eignen sich aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit und chemischen Korrosionsbeständigkeit hervorragend für die Fasersensorik in Hochtemperaturumgebungen. Beispielsweise können Saphirfaser-Hochtemperatursensoren in der Metallurgie, der chemischen Industrie, der Wärmebehandlung und anderen Bereichen Temperaturen bis zu 2000 °C präzise messen.

2. Laserenergieübertragung: Aufgrund ihrer hohen Energieübertragungseigenschaften findet Saphirfaser breite Anwendung in der Laserenergieübertragung. Sie kann als Fenstermaterial für Laser eingesetzt werden, um der hohen Intensität der Laserstrahlung und den hohen Temperaturen standzuhalten.

3. Industrielle Temperaturmessung: Im Bereich der industriellen Temperaturmessung können Saphirfaser-Hochtemperatursensoren genaue und stabile Temperaturmessdaten liefern, die zur Überwachung und Steuerung von Temperaturänderungen im Produktionsprozess beitragen.

4. Wissenschaftliche Forschung und Medizin: Im Bereich der wissenschaftlichen Forschung und der medizinischen Behandlung wird Saphirfaser aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften auch in einer Vielzahl von hochpräzisen optischen Mess- und Sensoranwendungen eingesetzt.

Technische Parameter

Parameter	Beschreibung
Durchmesser	65 µm
Numerische Apertur	0,2
Wellenlängenbereich	200 nm – 2000 nm
Dämpfung/Verlust	0,5 dB/m
Maximale Leistungsaufnahme	1w
Wärmeleitfähigkeit	35 W/(m·K)

XKH bietet maßgeschneiderte Saphirfaser-Designs, die exakt auf die individuellen Bedürfnisse der Kunden abgestimmt sind. Ob Faserlänge und -durchmesser oder spezielle Anforderungen an die optische Leistung – XKH findet durch professionelles Design und präzise Berechnungen die optimale Lösung für Ihre Anwendung. Dank fortschrittlicher Fertigungstechnologien, darunter das Laser Heated Base-Verfahren (LHPG), produziert XKH hochwertige und leistungsstarke Saphirfasern. Jeder einzelne Schritt im Herstellungsprozess wird streng kontrolliert, um sicherzustellen, dass Produktqualität und -leistung den Kundenerwartungen entsprechen.