Janelas ópticas de safira personalizadas com alta pureza e transmitância ≥90%

Descrição resumida:

As janelas ópticas de safira são componentes ópticos especializados fabricados a partir de óxido de alumínio monocristalino (Al₂O₃), reconhecidos por seu desempenho óptico excepcional, resistência mecânica e estabilidade química. Sendo o cristal de óxido mais duro (dureza 9 na escala de Mohs), as janelas de safira exibem excelente transmitância (aproximadamente 83-85% sem revestimento) em todo o espectro ultravioleta (200 nm) até o infravermelho médio (5,5 μm), tornando-as ideais para aplicações exigentes que requerem alta transparência e durabilidade.

A fabricação envolve processos-chave, incluindo o crescimento com orientação cristalina, corte de precisão, polimento em nanoescala e revestimento especial. Técnicas avançadas de crescimento (por exemplo, os métodos HEM ou KY) produzem lingotes de alta qualidade com baixa densidade de defeitos (<10⁴/cm²). A estrutura cristalina hexagonal única permite propriedades anisotrópicas, com orientações otimizadas (cortes nos eixos C, A ou R) que adaptam o desempenho óptico para aplicações específicas.

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Características

Parâmetros técnicos

Item	Janela óptica
Material	BK7, JGS1, sílica fundida UV, safira etc.
Dimensão	1 mm - 300 mm
Tolerância dimensional	±0,05 mm
Qualidade da superfície	20-10~60-40
planicidade da superfície	1/4~1/8
Abertura clara	acima de 90%
Revestimento	200-4000nm
Aplicativo	Laser, transmissão de luz, exibição, etc.

Principais características

1. Adaptabilidade a Ambientes Extremos
As janelas ópticas de safira demonstram desempenho excepcional com um ponto de fusão de 2053 °C, mantendo a integridade estrutural em ambientes operacionais contínuos a 1000 °C. Essa estabilidade térmica é possibilitada por um coeficiente de expansão térmica (CTE) ultrabaixo de 5,3 × 10⁻⁶/K ao longo do eixo C, significativamente superior ao dos vidros ópticos convencionais. Quimicamente, as janelas ópticas de safira exibem notável inércia, resistindo a todos os ácidos fortes (exceto HF) e álcalis, tornando-as ideais para equipamentos de processamento químico e aplicações marítimas. Mecanicamente, essas janelas apresentam resistência à flexão superior a 1000 MPa (5 a 8 vezes mais resistente que o vidro óptico padrão) com excelente resistência ao impacto.

2. Vantagens de desempenho óptico
As janelas ópticas de safira proporcionam transmissão superior a 80% em uma ampla faixa espectral (200-5500 nm com 2 mm de espessura). Através da otimização da orientação do cristal (por exemplo, eixo C perpendicular ao caminho da luz), os efeitos de birrefringência são efetivamente minimizados. A qualidade da superfície atende a rigorosos requisitos ópticos, com planicidade de λ/10 a 633 nm e rugosidade superficial inferior a 0,5 nm RMS.

3. Capacidades Avançadas de Fabricação
Nossas janelas ópticas de safira suportam processamento de grande formato (diâmetro > 300 mm) e geometrias complexas, incluindo configurações asféricas e escalonadas. A tecnologia especializada de vedação de borda atinge taxas de vazamento < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s para aplicações em vácuo. Com revestimentos de carbono tipo diamante (DLC), o limiar de dano induzido por laser (LIDT) atinge 15 J/cm² (pulsos de 10 ns, 1064 nm).

Aplicações principais

1. Defesa e Aeroespacial
As janelas ópticas de safira servem como cúpulas para mísseis, resistindo a choques térmicos extremos (>1000°C) durante voos hipersônicos. As variantes de grau espacial garantem mais de 15 anos de vida útil orbital em aplicações aeroespaciais.

2. Equipamentos Industriais
Na fabricação de semicondutores, as janelas ópticas de safira funcionam como visores resistentes a plasma em câmaras de corrosão e de deposição química em fase vapor (CVD). Endoscópios de alta temperatura utilizam essas janelas para obter imagens nítidas em ambientes de forno a 1500 °C.

3. Instrumentos Científicos
Janelas ópticas de safira de alta pureza (<5 ppm de impurezas) minimizam a absorção de raios X em linhas de luz de síncrotron. Sua baixa não linearidade preserva a fidelidade de pulsos de femtosegundos em sistemas de laser ultrarrápidos.

4. Dispositivos Comerciais
Submersíveis de águas profundas utilizam janelas ópticas de safira classificadas para profundidades de 6000 m (>60 MPa). As câmeras de smartphones integram essas janelas como coberturas protetoras, aproveitando sua resistência a arranhões na escala de Mohs 9 para maior durabilidade.

As janelas ópticas de safira continuam a expandir suas aplicações graças aos avanços no processamento de grandes formatos, geometrias complexas e características de desempenho aprimoradas, consolidando sua posição como componentes essenciais em indústrias de alta tecnologia.

Serviços XKH

A plataforma de serviços abrangente da XKH integra expertise de ponta em fabricação com suporte técnico robusto para fornecer soluções completas em janelas ópticas de safira. A divisão de fabricação personalizada oferece processamento baseado em desenhos com recursos completos de conversão de arquivos 2D/3D, complementados por serviços de otimização de Design para Manufatura (DFM) que reduzem os riscos e custos de produção. Mantemos recursos de prototipagem rápida líderes do setor, entregando amostras funcionais de Φ100mm em até 5 dias úteis para acelerar os ciclos de desenvolvimento de produtos. Os tratamentos funcionais avançados incluem revestimentos condutores de precisão com resistência superficial ajustável de 10 a 1000Ω/□ para aplicações de blindagem EMI, juntamente com filmes antiembaçantes proprietários que mantêm a clareza óptica em ambientes de alta umidade.

A infraestrutura de suporte técnico conta com uma equipe de engenharia dedicada que utiliza os softwares de simulação óptica Zemax e CodeV para modelar o desempenho do sistema e prever o comportamento térmico/mecânico em condições operacionais. Nosso laboratório de diagnóstico de materiais, equipado com microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), fornece análises de causa raiz de falhas para aprimoramento da confiabilidade. Os serviços de validação ambiental incluem testes de ciclo térmico extremo (de -196 °C a 800 °C) e exposição à névoa salina por 500 horas, conforme as normas MIL-STD-810G, garantindo a durabilidade dos componentes em condições operacionais severas.

Os sistemas de garantia da qualidade implementam a rastreabilidade completa do material, desde o cristal até o produto final, com cada componente acompanhado de documentação de certificação abrangente. Os recursos de metrologia de última geração incluem interferometria de deslocamento de fase 4D para verificação da precisão da superfície em λ/50, interferometria de luz branca com resolução de rugosidade superficial de 0,1 nm e análise espectrofotométrica que abrange a faixa espectral de 190 a 3300 nm para caracterização de transmissão/refletância.

Os serviços de valor agregado atendem a requisitos de aplicações especializadas, incluindo soluções de integração a vácuo com bordas metalizadas e brasagem hermética para sistemas de ultra-alto vácuo (UHV). Os serviços de controle de descarga eletrostática (ESD) ajustam a resistência superficial entre 10⁶ e 10⁹ Ω para evitar o acúmulo de carga em instrumentos sensíveis. Todos os componentes passam pela embalagem final em ambientes de sala limpa Classe 100, com contagem de partículas opcional e embalagem a vácuo para atender aos requisitos de limpeza de nível semicondutor.