Ano ang isang baso na optical window? Mga katangian, gamit, at gabay sa pagpili- Changzhou Haolilai Photo-Electricity Scientific and Technical Co., Ltd.

Sa mundo ng mga optika at photonics, kung saan ang mga kumplikadong sistema ng mga lente, salamin, at laser ay nagmamanipula ng ilaw, mayroong isang nakakagulat na pangunahing sangkap na kritikal sa tagumpay: ang Optical window . Madalas na hindi napapansin, ang mapagpakumbabang salamin na optical window ay isang workhorse, na nagsisilbing isang transparent na hadlang na nagpoprotekta sa mga sensitibong instrumento, naghihiwalay sa mga kapaligiran, at nagpapadala ng ilaw na may kaunting pagbaluktot. Ang pag -unawa sa kung ano sila, kung paano sila gumagana, at kung paano pumili ng tama ay mahalaga para sa mga inhinyero, taga -disenyo, at mga mahilig magkamukha.

Ang artikulong ito ay i -demystify ang mga optical windows ng salamin, na lumilipat sa kabila ng pangunahing konsepto upang galugarin ang mga pangunahing katangian na tumutukoy sa kanilang pagganap at ang praktikal na pagsasaalang -alang para sa pagpili ng tama para sa iyong aplikasyon.

Higit pa sa Simpleng Salamin: Ang pangunahing pag -andar ng isang optical window

Sa pinakasimpleng ito, ang isang optical window ay isang patag, karaniwang eroplano-kahanay, piraso ng baso na idinisenyo upang payagan ang ilaw na dumaan na may kaunting impluwensya sa optical path. Hindi tulad ng isang lens, ang layunin nito ay hindi mag -focus o mag -iiba ng mga light ray. Ang mga pangunahing trabaho nito ay:

Proteksyon sa Kapaligiran: Ang pagbubuklod ng isang optical system mula sa alikabok, kahalumigmigan, kemikal, o mga pagkakaiba -iba ng presyon. Halimbawa, pinoprotektahan ng isang window ang mga sensor at lente sa loob ng isang submarine camera o isang silid na pang -agham na vacuum.
Pag -access sa Beam: Nagbibigay ng isang pisikal na port para sa ilaw upang makapasok o lumabas ng isang sistema. Karaniwan ito sa mga lukab ng laser at mga instrumento ng spectroscopic.
Paghihiwalay ng Spectral: Gamit ang isang window na gawa sa isang tiyak na materyal upang i -filter o payagan lamang ang ilang mga haba ng haba ng ilaw na dumaan.

Sapagkat ang kanilang pag -andar ay ang "hindi nakikita" sa system, ang kanilang kalidad ay hinuhusgahan kung gaano kalaki ang binago nila ang ilaw na dumadaan sa kanila.

Mga pangunahing katangian na tumutukoy sa pagganap

Hindi lahat ng baso ay nilikha pantay. Ang pagganap ng isang Optical flat ay tinutukoy ng maraming mga kritikal na katangian ng materyal at mga pisikal na katangian.

1. Materyal ng Substrate:
Ang uri ng baso na ginamit, na kilala bilang Materyal ng substrate , ay ang pinakamahalagang pagpipilian. Ang bawat materyal ay may natatangi Saklaw ng paghahatid —Ang spectrum ng ilaw ay nagbibigay -daan upang dumaan.

Borosilicate Glass (hal., BK7): Isang napaka -pangkaraniwan at matipid na pagpipilian. Nag-aalok ito ng mahusay na paghahatid mula sa nakikita hanggang sa malapit-infrared spectrum (tinatayang 350Nm hanggang 2000nm). Kilala ito para sa mahusay na katatagan ng kemikal at mababang koepisyent ng pagpapalawak ng thermal, ginagawa itong lumalaban sa thermal shock.
Fused silica: Isang mataas na kadalisayan, synthetic amorphous silikon dioxide. Nagtatampok ito ng napakalawak na paghahatid mula sa malalim na ultraviolet (DUV) hanggang sa malapit-infrared (tinatayang 180Nm hanggang 2500nm). Ito ay may isang pambihirang mababa koepisyent ng thermal pagpapalawak , ginagawa itong mainam para sa mga aplikasyon na may malaking pagbabagu -bago ng temperatura, at mahusay na threshold ng pinsala sa laser.
Sapphire: Habang hindi isang baso ngunit isang solong kristal, madalas itong ginagamit sa matinding mga aplikasyon ng window. Ito ay pangalawa lamang sa brilyante sa katigasan, ginagawa itong halos gasgas-patunay. Nagpapadala ito mula sa UV hanggang sa mid-infrared (tinatayang 150nm hanggang 5000nm) at may natitirang thermal conductivity at kemikal na paglaban.

2. Ang kalidad ng ibabaw at scratch-dig
Ang pagtutukoy na ito ay tinutukoy ang pinapayagan na mga pagkadilim sa ibabaw ng window. Ito ay tinukoy ng isang dalawang-number code (hal., 60-40). Ang unang numero (simula) ay tumutukoy sa lapad ng mga mikroskopikong gasgas kumpara sa isang hanay ng mga karaniwang mga gasgas sa ilalim ng kinokontrol na pag -iilaw. Ang pangalawang numero (DIG) ay tumutukoy sa diameter ng maliliit na pits o dig sa mga microns. Ang isang mas mababang bilang ay nagpapahiwatig ng isang makinis, mas mataas na kalidad na ibabaw. Ang isang pagtutukoy ng 10-5 ay itinuturing na napakataas na kalidad, habang ang 80-50 ay mas pamantayan para sa hindi gaanong kritikal na mga aplikasyon.

3. Surface flatness
Para sa mga aplikasyon kung saan ang pagbaluktot ng alon ay dapat na ganap na mabawasan (tulad ng sa interferometry o mga sistema ng laser na may mataas na kapangyarihan), ang flatness ng window ay pinakamahalaga. Ang flatness ay sinusukat sa mga praksyon ng isang haba ng haba (λ), karaniwang sa 632.8nm (ang haba ng haba ng isang helium-neon laser). Ang isang λ/10 flatness ay lubos na tumpak, na nangangahulugang ang ibabaw ay lumihis mula sa perpektong flatness ng mas mababa sa 63 nanometer.

4. Parallelism
Para sa isang karaniwang window, ang dalawang ibabaw ay lupa at pinakintab na maging kahanay hangga't maaari. Ang kakulangan ng paralelismo ay magiging sanhi ng isang sinag na lumihis mula sa orihinal na landas nito. Ito ay tinukoy ng maximum na pinapayagan na angular na paglihis sa mga arcminutes o arcsecond, o sa pamamagitan ng pisikal na pagkakaiba -iba ng kapal sa buong malinaw na siwang.

5. Ang threshold ng pinsala sa laser
Para sa mga bintana na ginamit sa mga sistema ng laser na may mataas na lakas, ang materyal ay dapat na makatiis ng matinding enerhiya ng electromagnetic nang hindi nasira. Ang fused silica at sapiro ay karaniwang may napakataas na pinsala sa mga threshold, na sinusukat sa mga joules bawat square centimeter (J/cm²).

Paano ginawa ang mga optical windows: isang sulyap sa proseso

Ang paggawa ng mga windows windows ay nagsasangkot ng isang masusing proseso. Nagsisimula ito sa pagpili ng hilaw na materyal na substrate, na pinutol sa isang magaspang na blangko. Ang blangko na ito ay pagkatapos ay hugis sa pamamagitan ng isang proseso na tinatawag na paggiling, na nagdadala nito sa malapit-final na sukat at kapal. Ang pinaka -kritikal na hakbang ay buli, gamit ang progresibong mas pinong mga abrasives upang makamit ang nais na kalidad ng ibabaw, flatness, at parallelism. Sa wakas, ang mga gilid ay madalas na beveled upang maiwasan ang chipping at matiyak ang ligtas na paghawak.

Isang praktikal na gabay sa pagpili ng tamang window

Ang pagpili ng tamang optical window ay isang ehersisyo sa pagbabalanse ng mga kinakailangan sa pagganap na may badyet. Narito ang isang lohikal na proseso ng pagpili:

Tukuyin ang haba ng haba: Ano ang pangunahing haba ng haba ng iyong aplikasyon? (hal. Materyal ng substrate mga pagpipilian.
Suriin ang kapaligiran: Ang window ba ay haharapin ang abrasion, matinding temperatura, kemikal na splashes, o mataas na presyon? Para sa malupit na mga kapaligiran, tigas at isang mababa koepisyent ng thermal pagpapalawak maging kritikal, pagturo sa mga materyales tulad ng sapiro o fused silica.
Alamin ang mga pangangailangan sa pagganap: Nangangailangan ba ang iyong system ng perpektong fidelity ng alon? Kung gayon, kailangan mo ng mataas Surface Flatness (hal., λ/10 o mas mahusay). Para sa isang simpleng takip na proteksiyon sa isang sensor, isang pamantayan kalidad ng ibabaw Tulad ng 60-40 ay maaaring sapat.
Isaalang -alang ang mga antas ng kapangyarihan: Para sa mga application ng high-power laser, dapat mong i-verify ang Ang threshold ng pinsala sa laser ng materyal at tiyakin na ang mga ibabaw ay malinis at walang mga depekto na maaaring sumipsip ng enerhiya.
Magtakda ng isang badyet: Itugma ang iyong mga pagpipilian sa materyal at pagtutukoy sa mga hadlang ng iyong proyekto. Ang mga karaniwang bintana ng BK7 na may 60-40 na kalidad ay lubos na abot-kayang, habang malaki, λ/10 makintab na mga bintana ng sapiro ay kumakatawan sa isang makabuluhang pamumuhunan.

Sa pamamagitan ng sistematikong pagtatrabaho sa pamamagitan ng mga salik na ito, maaari mong tukuyin ang isang salamin na optical window na nagbibigay ng maaasahan, pangmatagalang pagganap nang hindi nagbabayad para sa hindi kinakailangang katumpakan. Ang pangunahing sangkap na ito, kahit na simple sa konsepto, ay isang pundasyon ng modernong optical na teknolohiya, na nagpapagana ng lahat mula sa pagsaliksik sa malalim na puwang hanggang sa pang-araw-araw na mga scanner ng barcode.