Двояковогнутые линзы из германия Ge
Изготавливаем двояковогнутые линзы из монокристаллического оптического германия (Ge, ГМО) для ИК-оптики, тепловидения, CO₂-лазерных систем и приборов ночного видения. Спектральный диапазон пропускания 1,8–23 мкм, показатель преломления n ≈ 4,0 в области 8–14 мкм. Класс чистоты полированной поверхности — P III. По чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий.
Двояковогнутые линзы Ge применяются как рассеивающая проходная оптика — для расширителей пучка, корректоров аберраций и балансировки фокусных расстояний в ИК-сборках.
Физические свойства германия (Ge)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 5,33 г/см³ |
| Температура плавления | 936 °C |
| Коэффициент теплопроводности | 58,61 Вт/(м·K) при 293 K |
| Коэффициент термического расширения | 6,1 × 10⁻⁶ /K при 293 K |
| Твёрдость по Кнупу | 780 |
| Удельная теплоёмкость | 310 Дж/(кг·K) |
| Диэлектрическая постоянная (9,37 ГГц) | 16,6 при 300 K |
| Модуль Юнга, E | 102,7 ГПа |
| Модуль сдвига, G | 67 ГПа |
| Модуль объёмной деформации, K | 77,2 ГПа |
| Упругие коэффициенты | C₁₁ = 129 МПа, C₁₂ = 48,3 МПа, C₄₄ = 67,1 МПа |
| Предел упругости | 89,6 МПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,28 |
Оптические свойства германия (Ge)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон пропускания | 1,8–23 мкм |
| Показатель преломления, n | 4,0026 (λ = 11 мкм) |
| Потери на отражение | 53 % (λ = 11 мкм, 2 поверхности) |
| dn/dT | 396 × 10⁻⁶ /K |
| dn/dλ | 0 (показатель преломления не зависит от длины волны) |
| Коэффициент поглощения | 1,3 × 10⁻³ см⁻¹ (λ = 3,8 мкм) |
Химические свойства германия (Ge)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Растворимость | В воде не растворим |
| Молекулярная масса | 72,59 г/моль |
| Кристаллический класс | Кубический, алмазная структура |
Показатель преломления Ge в зависимости от длины волны
| Длина волны, мкм | 2,06 | 2,15 | 2,44 | 2,58 | 3,00 | 3,42 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Показатель преломления | 4,10 | 4,09 | 4,07 | 4,06 | 4,05 | 4,03 |
| Длина волны, мкм | 4,36 | 6,24 | 8,66 | 9,72 | 11,04 | 13,02 |
| Показатель преломления | 4,02 | 4,01 | 4,00 | 4,00 | 4,00 | 4,00 |
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Материал | Ge монокристаллический оптический (ГМО) |
| Тип линзы | Двояковогнутая сферическая |
| Класс чистоты поверхности | P III |
| 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 |
| Просветляющее покрытие | Возможно — AR на 3–5 мкм, 8–12 мкм, DLC по запросу |
| Рабочая температура | До 100 °C (выше — рост поглощения, материал становится непрозрачным) |
Параметры в таблице — стандартные. Изготавливаем двояковогнутые линзы из Ge любых диаметров, радиусов и допусков по чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.
Изготовление
Для производства двояковогнутых линз из германия применяем технологию прецизионной обработки монокристаллов с центровкой по оптической оси:
- распиловка слитка ГМО с учётом ориентации алмазной структуры;
- сферическое алмазное шлифование двух вогнутых поверхностей под расчётные радиусы R₁ и R₂;
- центровка линзы по оптической оси на сферошлифовальных автоматах;
- тонкая шлифовка, доводка и финишная полировка под контроль dN на интерферометре (λ = 632,8 нм);
- контроль чистоты поверхности по MIL-PRF-13830B (S/D);
- нанесение AR-покрытий (3–5 мкм, 8–12 мкм) либо DLC — по запросу.
Высокий показатель преломления Ge (n = 4,0) даёт френелевские потери около 36 % с одной грани, поэтому AR-покрытие — практически обязательная опция. DLC дополнительно защищает поверхность от абразивного и атмосферного воздействия.
Области применения
- Тепловизионная оптика 8–14 мкм: объективы, фокусирующие и рассеивающие сборки;
- Расширители пучка (Galilean beam expanders) для CO₂-лазеров 10,6 мкм;
- Корректоры аберраций в составных ИК-объективах;
- Балансировка фокусных систем в МНПВО-приставках и ИК-спектрометрах;
- Системы пассивного тепловидения, ИК-наведения и ночного видения;
- Картографирование и спутниковое наблюдение в ИК-диапазоне.
Как купить
Изготавливаем двояковогнутые линзы из Ge по чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий. Отправьте запрос с диаметром, радиусами R₁/R₂, требованиями по dN, S/D и AR-покрытию на info@quartz-prom.ru или позвоните +7 (499) 703-06-40 — рассчитаем стоимость и сроки.
Часто задаваемые вопросы
В каком диапазоне длин волн прозрачен оптический германий?
Полоса пропускания ГМО — от 1,8 до 23 мкм. Основные рабочие диапазоны — 3–5 мкм (MWIR) и 8–14 мкм (LWIR), где оптика на Ge применяется в тепловидении и CO₂-лазерных системах.
Почему важна температура эксплуатации Ge-оптики?
С ростом температуры пропускание Ge падает по всему спектру. Заметное поглощение в области < 1,8 мкм проявляется уже при 27 °C, при температурах выше 100 °C материал становится непрозрачным. Для горячих сборок применяют активное охлаждение или другой ИК-материал.
Нужно ли AR-покрытие на Ge-линзе?
Френелевское отражение от одной полированной грани Ge — около 36 %, на двух поверхностях — до 53 %. Без AR-покрытия пропускание двояковогнутой линзы падает ниже 50 %. Стандартно наносим просветляющие покрытия под 3–5 / 8–12 мкм и DLC под жёсткую внешнюю среду.
Что такое DLC-покрытие и когда его выбирают?
DLC (Diamond Like Coating) — однослойное алмазоподобное покрытие на основе твёрдого углерода с n = 2,0. Совмещает функции просветления и защиты от абразивного износа и влаги. Применяется для внешних окон тепловизоров, обтекателей и оптики, работающей в полевых условиях.
Какой класс чистоты поверхности у Ge-линз?
P III (стандарт для ZnSe, ZnS, Ge, Si, CaF₂, BaF₂, MgF₂, LiF, Al₂O₃). По S/D — до 40/20 по MIL-PRF-13830B.
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
