Kundenspezifische Saphir-Optikfenster, hohe Reinheit, Lichtdurchlässigkeit ≥90 %

Kurzbeschreibung:

Saphirfenster sind spezielle optische Komponenten aus einkristallinem Aluminiumoxid (Al₂O₃), die für ihre herausragenden optischen Eigenschaften, ihre mechanische Festigkeit und ihre chemische Stabilität bekannt sind. Als härtester Oxidkristall (Mohs-Härte 9) weisen Saphirfenster eine exzellente Lichtdurchlässigkeit (ca. 83–85 % unbeschichtet) im ultravioletten (200 nm) bis mittleren Infrarotbereich (5,5 μm) auf und eignen sich daher ideal für anspruchsvolle Anwendungen, die sowohl hohe Transparenz als auch Langlebigkeit erfordern.

Die Herstellung umfasst Schlüsselprozesse wie orientiertes Kristallwachstum, Präzisionstrennung, Nanopolitur und Spezialbeschichtung. Fortschrittliche Züchtungstechniken (z. B. HEM- oder KY-Verfahren) liefern hochwertige Kristallboules mit geringer Defektdichte (<10⁴/cm²). Die einzigartige hexagonale Kristallstruktur ermöglicht anisotrope Eigenschaften, wobei optimierte Orientierungen (Schnitte entlang der C-Achse, der A-Achse oder der R-Ebene) 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–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, Display usw.

Hauptmerkmale

1. Anpassungsfähigkeit an extreme Umgebungen
Optische Saphirfenster zeichnen sich durch außergewöhnliche Leistungsfähigkeit mit einem Schmelzpunkt von 2053 °C aus und behalten ihre strukturelle Integrität auch bei kontinuierlichen Betriebstemperaturen 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 deutlich besser ist als bei herkömmlichen optischen Gläsern. Chemisch weisen optische Saphirfenster eine bemerkenswerte Inertheit auf und sind beständig gegen alle starken Säuren (außer HF) und Laugen. Dadurch eignen sie sich ideal für Anlagen der chemischen Industrie und Anwendungen im maritimen Bereich. Mechanisch bieten diese Fenster eine Biegefestigkeit von über 1000 MPa (5- bis 8-mal höher als bei Standard-Optikglas) und eine hervorragende Schlagfestigkeit.

2. Optische Leistungsvorteile
Optische Saphirfenster bieten eine Transmission von über 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 Ebenheit von λ/10 bei 633 nm und einer Oberflächenrauheit von <0,5 nm RMS.

3. Fortschrittliche Fertigungskapazitäten
Unsere Saphirfenster ermöglichen die Bearbeitung großformatiger Bauteile (Durchmesser > 300 mm) und komplexer Geometrien, einschließlich asphärischer und gestufter Konfigurationen. Eine spezielle Randversiegelungstechnologie erzielt Leckraten von < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s für Vakuumanwendungen. Mit diamantähnlichen Kohlenstoffbeschichtungen (DLC) erreicht die Laserzerstörschwelle (LIDT) 15 J/cm² (1064 nm, 10 ns Pulsdauer).

Hauptanwendungen

1. Verteidigung und Luft- und Raumfahrt
Optische Saphirfenster dienen als Raketenkuppeln und widerstehen extremen Temperaturschocks (>1000 °C) während des Hyperschallflugs. Varianten in Weltraumqualität gewährleisten eine Lebensdauer von über 15 Jahren im Orbit in Raumfahrtanwendungen.

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

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

4. Kommerzielle Geräte
Tiefsee-U-Boote verwenden optische Saphirfenster, die für Tiefen bis zu 6000 m (>60 MPa) ausgelegt sind. Smartphone-Kameras nutzen diese Fenster als Schutzabdeckungen und profitieren von ihrer Kratzfestigkeit nach Mohs 9 für eine erhöhte Langlebigkeit.

Saphir-Optikfenster erweitern kontinuierlich ihre Einsatzmöglichkeiten durch Fortschritte in der Großformatverarbeitung, komplexen Geometrien und verbesserten Leistungseigenschaften und festigen so ihre Position als wichtige Komponenten in Hightech-Branchen.

XKH-Dienstleistungen

Die umfassende Serviceplattform von XKH vereint modernste Fertigungskompetenz mit zuverlässigem technischem Support und bietet so Komplettlösungen für optische Saphirfenster. Unsere Abteilung für kundenspezifische Fertigung bietet zeichnungsbasierte Bearbeitung mit vollständiger 2D/3D-Dateikonvertierung, ergänzt durch Design-for-Manufacturing-Optimierung (DFM), die Produktionsrisiken und -kosten reduziert. Wir verfügen über branchenführende Rapid-Prototyping-Kapazitäten und liefern Funktionsmuster mit 100 mm Durchmesser innerhalb von 5 Werktagen, um die Produktentwicklung zu beschleunigen. Zu unseren fortschrittlichen Funktionsbehandlungen gehören präzise leitfähige Beschichtungen mit einem von 10–1000 Ω/□ einstellbaren Flächenwiderstand für EMI-Abschirmungsanwendungen sowie unsere firmeneigenen Antibeschlagfolien, die die optische Klarheit auch in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit gewährleisten.

Die technische Supportinfrastruktur umfasst ein spezialisiertes Ingenieurteam, das mit den optischen Simulationssoftwares Zemax und CodeV die Systemleistung modelliert und das thermische und mechanische Verhalten unter Betriebsbedingungen vorhersagt. Unser Materialdiagnostiklabor, ausgestattet mit Rasterelektronenmikroskopie (REM) und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS), ermöglicht die Ursachenanalyse von Fehlern zur Verbesserung der Zuverlässigkeit. Zu den Validierungsleistungen im Umweltbereich gehören extreme Temperaturwechseltests (-196 °C bis 800 °C) und 500-stündige Salzsprühnebeltests gemäß MIL-STD-810G, um die Langlebigkeit der Komponenten unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.

Die Qualitätssicherungssysteme gewährleisten die vollständige Rückverfolgbarkeit der Materialien vom Kristallrohling bis zum fertigen Produkt. Jede Komponente wird durch eine umfassende Zertifizierungsdokumentation begleitet. Zu den hochmodernen Messverfahren gehören die 4D-Phasenverschiebungsinterferometrie zur Überprüfung der Oberflächengenauigkeit (λ/50), die Weißlichtinterferometrie mit einer Oberflächenrauheitsauflösung von 0,1 nm sowie die spektrophotometrische Analyse im Spektralbereich von 190–3300 nm zur Charakterisierung von Transmission und Reflexion.

Mehrwertdienste erfüllen spezielle Anwendungsanforderungen, darunter Vakuumintegrationslösungen mit metallisierten Kanten und hermetischer Lötung für Ultrahochvakuumsysteme (UHV). ESD-Schutzmaßnahmen ermöglichen die Anpassung des Oberflächenwiderstands zwischen 10⁶ und 10⁹ Ω, um Ladungsansammlungen in empfindlichen Instrumenten zu verhindern. Alle Komponenten werden in Reinräumen der Klasse 100 endverpackt, optional mit Partikelzählung und Vakuumtrocknung für höchste Reinheitsanforderungen in der Halbleiterindustrie.