Двояковогнутые линзы из кремния Si

Изготавливаем двояковогнутые линзы из монокристаллического кремния (Si) для ИК-оптики, тепловидения, MWIR-объективов и подложек лазерных зеркал. Спектральный диапазон пропускания 1,2–15 мкм (типовая рабочая полоса 3–5 мкм), показатель преломления n = 3,4223 при λ = 5 мкм. Класс чистоты полированной поверхности — P III. По чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий.

Двояковогнутые линзы Si применяются как рассеивающая проходная оптика в MWIR-системах, расширителях пучка и составных ИК-объективах. Кремний легче и существенно дешевле германия, не имеет температурного предела по пропусканию в типовой рабочей полосе 3–5 мкм.

Физические свойства кремния (Si)

Оптические свойства кремния (Si)

Химические свойства кремния (Si)

Показатель преломления Si в зависимости от длины волны

Технические характеристики

Параметры в таблице — стандартные. Изготавливаем двояковогнутые линзы из Si любых диаметров, радиусов и допусков по чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.

Изготовление

Для производства двояковогнутых линз из кремния применяем технологию прецизионной обработки монокристаллов с центровкой по оптической оси:

• распиловка пластин Si-CZ или Si-FZ под расчётную толщину;
• сферическое алмазное шлифование двух вогнутых поверхностей под 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 под 3–5 мкм или другую рабочую длину волны.

Конкретная спектральная полоса пропускания зависит от метода роста и удельного сопротивления: Si-FZ имеет слабо выраженные полосы кислородного поглощения (5,8 / 9,1 / 19,4 мкм); высокоомный Si прозрачен в дальнем ИК до 30–100 мкм.

Области применения

• MWIR-оптика 3–5 мкм: объективы, окуляры, расширители пучка;
• Корректоры аберраций в составных ИК-объективах тепловизоров;
• Подложки для лазерных зеркал — лёгкие, теплопроводные;
• Оптика для нейтронной физики (мишени с полированными торцами);
• Дальняя ИК-оптика на высокоомном Si (диапазон 30–100 мкм);
• ИК-спектрометрия и пирометрия.

Как купить

Изготавливаем двояковогнутые линзы из Si по чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий. Отправьте запрос с диаметром, радиусами R₁/R₂, типом материала (CZ/FZ), 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

Чем кремний выгоднее германия в MWIR-оптике?

Si плотность 2,33 г/см³ против 5,33 у Ge — линзы получаются вдвое легче. Стоимость заготовок Si существенно ниже. В рабочей полосе 3–5 мкм и dn/dT у Si меньше (160 × 10⁻⁶ против 396 × 10⁻⁶ у Ge), что снижает термическую расфокусировку.

В чём разница между Si-CZ и Si-FZ?

Si-CZ (метод Чохральского) содержит кислород, что даёт полосы поглощения около 5,8 / 9,1 / 19,4 мкм; максимальный диаметр — до 300 мм. Si-FZ (зонная плавка) чище, полосы кислорода слабые; максимальный диаметр — до 100 мм. Высокоомный Si дополнительно прозрачен в полосе 30–100 мкм.

Нужно ли AR-покрытие на Si-линзе?

Да. Френелевские потери на двух поверхностях Si — около 51 % при λ = 5 мкм. Стандартное AR-покрытие под рабочую длину волны заказчика — типовая опция.

Какой класс чистоты поверхности у Si-линз?

P III (как у Ge, ZnSe, ZnS, CaF₂ и других ИК-материалов). По S/D — до 40/20 по MIL-PRF-13830B.

Какой максимальный диаметр изготавливаете?

Si-CZ — до 300 мм, Si-FZ — до 100 мм. Промежуточные размеры — по запросу.

От какого количества возможен заказ?

От 1 штуки. Серийные партии — по согласованному графику.