Двояковыпуклые линзы из сапфира Al2O3
Изготавливаем двояковыпуклые линзы из лейкосапфира (Al₂O₃) для лазерных систем, скважинной техники и оптики агрессивных сред — собирающие положительные линзы с двумя сферическими выпуклыми поверхностями. Сапфир — самый твёрдый из оксидов (твёрдость по Кнупу 2000 кг/мм²), диапазон пропускания 0,17–5,5 мкм. Местная ошибка формы dN ≤ 1 (λ = 632,8 нм). По чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.
Для тонких двояковыпуклых линз из сапфира. Требования к ошибкам формы поверхности N и dN снимаются, если отношение толщины линзы по оси tc к диаметру D меньше 1/10 (tc/D < 1/10).
[УТОЧНИТЬ: в исходной XML-выгрузке для двояковыпуклых линз из сапфира таблица «Стандартные размеры» отсутствует — приводим только материал и технические характеристики.]
Спектр пропускания полированного сапфирового окна толщиной 5 мм в диапазоне 200–1100 нм.
Физические свойства лейкосапфира (Al₂O₃)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 3,97 г/см³ |
| Температура плавления | 2040 °C |
| Коэффициент теплопроводности | 27,21 Вт/(м·K) при 300 K |
| Температурный коэффициент линейного расширения | 5,6 × 10⁻⁶ /K (параллельно оси C); 5,0 × 10⁻⁶ /K (перпендикулярно оси C) |
| Твёрдость по Кнупу | 2000 кг/мм² (масса индентора 2000 г) |
| Удельная теплоёмкость | 419 Дж/(кг·K) |
| Диэлектрическая постоянная (f = 1 МГц) | 11,5 (параллельно оси C); 9,4 (перпендикулярно оси C) |
| Модуль Юнга E | 335 ГПа |
| Модуль сдвига G | 148,1 ГПа |
| Модуль объёмной деформации K | 240 ГПа |
| Упругие коэффициенты | C11 = 496 МПа; C12 = 164 МПа; C33 = 498 МПа; C44 = 148 МПа |
| Предел упругости | 275 МПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,25 |
Оптические свойства лейкосапфира (Al₂O₃)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон пропускания | 0,17 – 5,5 мкм |
| Показатель преломления n | 1,75449 (no); 1,74663 (ne) при λ = 1,06 мкм |
| Потери на отражение | 14 % (λ = 1,06 мкм, 2 поверхности) |
| Коэффициент поглощения | 0,3 × 10⁻³ см⁻¹ (λ = 2,4 мкм) |
| dn/dT | 13,7 × 10⁻⁶ /K (λ = 5,4 мкм) |
| dn/dλ = 0 | 1,5 мкм |
Химические свойства лейкосапфира (Al₂O₃)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Растворимость в воде | 98 × 10⁻⁶ г / 100 г |
| Молекулярный вес | 101,96 |
| Класс | Тригональный |
Показатель преломления сапфира (Al₂O₃) по длине волны
| Длина волны, мкм | Показатель преломления no | Показатель преломления ne |
|---|---|---|
| 0,193 | 1,92879 | 1,91743 |
| 0,213 | 1,88903 | 1,87839 |
| 0,222 | 1,87540 | 1,86504 |
| 0,226 | 1,87017 | 1,85991 |
| 0,244 | 1,85059 | 1,84075 |
| 0,248 | 1,84696 | 1,83719 |
| 0,257 | 1,83932 | 1,82972 |
| 0,266 | 1,83304 | 1,82358 |
| 0,280 | 1,82437 | 1,81509 |
| 0,308 | 1,81096 | 1,80198 |
| 0,325 | 1,80467 | 1,79582 |
| 0,337 | 1,80082 | 1,79206 |
| 0,351 | 1,79693 | 1,78825 |
| 0,355 | 1,79598 | 1,78732 |
| 0,442 | 1,78038 | 1,77206 |
| 0,458 | 1,77843 | 1,77015 |
| 0,488 | 1,77530 | 1,76711 |
| 0,515 | 1,77304 | 1,76486 |
| 0,532 | 1,77170 | 1,76355 |
| 0,590 | 1,76804 | 1,75996 |
| 0,633 | 1,76590 | 1,75787 |
| 0,670 | 1,76433 | 1,75632 |
| 0,694 | 1,76341 | 1,75542 |
| 0,755 | 1,76141 | 1,75346 |
| 0,780 | 1,76068 | 1,75274 |
| 0,800 | 1,76013 | 1,75220 |
| 0,820 | 1,75961 | 1,75168 |
| 0,980 | 1,75607 | 1,74819 |
| 1,064 | 1,75449 | 1,74663 |
| 1,320 | 1,75009 | 1,74227 |
| 1,550 | 1,74618 | 1,73838 |
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Материал | Лейкосапфир (Al₂O₃) — методы ГНК (горизонтально направленной кристаллизации) или Степанова |
| Тип линзы | Двояковыпуклая сферическая (две выпуклые поверхности, R1 = R2 для симметричных) |
| Диаметр | Стандартные пластины до 350 × 500 × 30 мм; диаметр линз — по согласованию с заказчиком |
| Радиусы R1, R2 | По расчёту фокусного расстояния (no = 1,75449 при 1,064 мкм) |
| Местная ошибка формы dN | ≤ 1 (λ = 632,8 нм) |
| Общая ошибка формы N | По ТЗ (типовое N = 3…5) |
| Чистота поверхности (S/D) | До 40/20 по MIL-PRF-13830B |
| Условие снятия N и dN для тонких линз | tc/D < 1/10 |
| Просветляющее покрытие | Возможно — широкополосное AR на VIS / NIR / MWIR на обе поверхности |
| Химическая стойкость | До 1000 °C в кислотах и щёлочах; до 300 °C для HF |
Изготавливаем двояковыпуклые линзы из сапфира любых диаметров и фокусных расстояний по чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт. Отработана технология нанесения широкополосного просветляющего покрытия на сапфировые пластины больших размеров.
Изготовление
Для производства двояковыпуклых линз из лейкосапфира применяем технологию обработки самого твёрдого из доступных оптических кристаллов:
- выбор метода роста: ГНК (для пластин рекордных размеров и заданной кристаллографической ориентации) или Степанова (для стержней, труб, профилированных деталей);
- распиловка заготовок Al₂O₃ с учётом ориентации оси C;
- сферическое алмазное шлифование первой выпуклой поверхности под расчётный радиус R1;
- центровка по оптической оси и шлифование второй выпуклой поверхности под R2;
- тонкая шлифовка и доводка обеих сферических поверхностей с учётом высокой твёрдости материала;
- финишная полировка под контроль dN на интерферометре (λ = 632,8 нм);
- контроль чистоты поверхности по MIL-PRF-13830B (S/D);
- нанесение широкополосного просветляющего покрытия на обе стороны — по запросу.
Сапфир сохраняет оптические и механические свойства при высоких температурах, химически устойчив ко многим кислотам и щёлочам до 1000 °C, к HF — до 300 °C. На предприятии налажены рост заготовок Al₂O₃ и изготовление крупногабаритных иллюминаторов размером до 350 × 500 × 30 мм со сложным профилем.
Области применения
- Лазерные конденсоры и фокусирующие сборки для VIS/NIR-лазерных систем;
- Защитные окна и линзы скважинной техники, агрессивных сред — за счёт химической стойкости и твёрдости;
- Высокотемпературные оптические компоненты для ламп высокого давления, печей;
- Объективы и обтекатели для многоканальных систем наблюдения в видимом и ближнем ИК;
- Сборки склеенных дублетов с CaF₂, кварцевым стеклом для коррекции хроматизма;
- Медицинская техника: оптические компоненты эндоскопов, костные протезы;
- Высокотемпературные подложки и детали точной механики.
Как купить
Изготавливаем двояковыпуклые линзы из сапфира по чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий. Отправьте запрос с диаметром, фокусным расстоянием, радиусами R1/R2, требованиями по dN, S/D и AR-покрытиям на info@quartz-prom.ru или позвоните +7 (499) 703-06-40 — рассчитаем стоимость и сроки.
Часто задаваемые вопросы
Чем сапфир выгоднее кварцевого стекла для двояковыпуклой линзы?
У сапфира выше твёрдость (2000 кг/мм² против 600), термостойкость до 1000 °C, химическая стойкость к кислотам и щёлочам. Применяется в скважинной технике, агрессивных средах и при высоких механических нагрузках, где кварц не годится.
Влияет ли двулучепреломление сапфира на работу линзы?
Сапфир — одноосный двулучепреломляющий кристалл; no и ne при 1,064 мкм отличаются на 0,008. Для большинства осветительных и фокусирующих задач при ориентации оси C по оптической оси эффект минимален; в поляризационных схемах ориентация выбирается под задачу.
Какие ориентации заготовок возможны?
Метод ГНК позволяет выращивать сапфир любой кристаллографической ориентации в виде пластин рекордных размеров до 350 × 500 × 30 мм; метод Степанова — для стержней, труб и сложных профилей.
Симметричные R1 = R2 или несимметричные двояковыпуклые?
Симметричный вариант R1 = R2 — типовой. Несимметричную пару рассчитываем по ТЗ для оптимизации сферической аберрации в конкретной схеме.
Наносите ли AR-покрытие?
Да, на обе сферические поверхности. Отработана технология нанесения широкополосного просветляющего покрытия в том числе на крупногабаритные сапфировые элементы.
От какого количества возможен заказ?
От 1 штуки. Серийные партии — по согласованному графику.
В заявке указываете точные параметры, количество экземпляров и любые дополнительные требования, включая чертежи (если это необходимо).
Мы также согласовываем сроки изготовления и доставки.
Готовую продукцию мы отправляем вам с доставкой по Москве и другим регионам.
Вы получите уведомление о готовности и времени доставки.
Балаклавский проспект, 24, к. 1, оф. 1/1 Главный офис
