Двояковогнутые линзы из сульфида цинка CVD-ZnS
Изготавливаем двояковогнутые линзы из CVD-сульфида цинка (ZnS) для рассеивающей ИК-оптики, тепловидения, расширителей пучка и аэродинамически нагруженных обтекателей. Поликристалл CVD-ZnS FLIR grade и Multispectral grade (HIP), диапазон пропускания 0,4–13,5 мкм, диаметр до 200 мм. По чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.
Для тонких двояковогнутых линз из ZnS. 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).
Класс чистоты полированной поверхности по группам материалов: P II — плавленый кварц, К8 и другие стёкла; P III — ZnSe, ZnS, Ge, Si, CaF₂, BaF₂, MgF₂, LiF, Al₂O₃; P IV — KBr.
Спектр пропускания полированного окна из CVD-ZnS FLIR grade толщиной 5 мм в диапазоне 2,5–25 мкм.
Спектр пропускания полированного окна из прозрачного CVD-ZnS Multispectral grade толщиной 5 мм в диапазоне 200–1100 нм.
Спектр пропускания полированного окна из прозрачного CVD-ZnS Multispectral grade толщиной 5 мм в диапазоне 2,5–25 мкм.
Физические свойства сульфида цинка (ZnS)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 4,09 г/см³ |
| Температура плавления | 1827 °C (диссоциирует при 700 °C) |
| Коэффициент теплопроводности | 27,2 Вт/(м·K) при 298 K |
| Коэффициент термического расширения | 6,5 × 10⁻⁶ /K при 273 K |
| Твёрдость по Кнупу | 160 (нагрузка 50 г) |
| Удельная теплоёмкость | 515 Дж/(кг·K) |
| Диэлектрическая постоянная | 8 |
| Модуль Юнга E | 74,5 ГПа |
| Предел упругости | 68,9 МПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,28 |
Оптические свойства сульфида цинка (ZnS)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон пропускания | 0,37 – 13,5 мкм (FLIR); 0,4 – 13,5 мкм (Multispectral) |
| Показатель преломления n | 2,20084 (λ = 10 мкм) |
| Потери на отражение | 24,7 % (λ = 10 мкм, 2 поверхности) |
| dn/dT | 38,7 × 10⁻⁶ /K (λ = 3,39 мкм) |
| Коэффициент поглощения | 0,6 × 10⁻³ см⁻¹ (λ = 3,8 мкм) |
Химические свойства сульфида цинка (ZnS)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Растворимость | 65 × 10⁻⁶ г / 100 г воды |
| Молекулярная масса | 97,43 г/моль |
| Кристаллический класс | Поликристалл, кубическая решётка, структура ZnS (сфалерит) |
Марки CVD-ZnS
CVD-ZnS FLIR grade (Forward Looking Infra-Red) — поликристаллический сульфид цинка инфракрасного сорта. Высокая прозрачность в среднем и дальнем ИК (3–5 мкм, 8–12 мкм), заметное поглощение в видимой части спектра из-за рассеивания на субмикронных порах и межзеренных границах. Применение — тепловидение, ИК-объективы, защитные окна.
CVD-ZnS Multispectral grade (MS, HIP) — прозрачный поликристаллический ZnS после высокотемпературного газостатического прессования (Hot Isostatically Pressed). Снижается концентрация оптических неоднородностей, упорядочивается структура с преимущественной ориентацией <111>, упрочняются межатомные связи. Пропускает в широком диапазоне 0,4–13,5 мкм. Применение — мультиспектральная оптика, окна и линзы для систем VIS+SWIR+MWIR+LWIR.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Материал | CVD-ZnS FLIR grade / Multispectral grade (HIP) |
| Тип линзы | Двояковогнутая сферическая (рассеивающая) |
| Диаметр | До 200 мм (Multispectral grade) |
| 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 (класс P III) |
| Условие снятия N и dN для тонких линз | tc/D < 1/10 |
| Просветляющее покрытие | AR на 3–5 мкм; 8–12 мкм; широкополосные DLC — по запросу |
Параметры в таблице — стандартные. Изготавливаем двояковогнутые линзы из CVD-ZnS любых диаметров, фокусных расстояний и радиусов кривизны по чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.
Технология производства материала
CVD-ZnS получают газофазным химическим осаждением при реакции паров цинка Zn и сероводорода H₂S. Размер микрокристаллов поликристаллического CVD-ZnS — управляемый параметр для получения максимальной прочности. Базовый сорт — FLIR grade с поглощением в видимой области из-за субмикронных пор и зеренных границ. Для расширения диапазона прозрачности материал подвергают высокотемпературному газостатическому прессованию (HIP) — получается Multispectral grade с прозрачностью 0,4–13,5 мкм и улучшенными упругопластическими свойствами.
Изготовление
Для производства двояковогнутых линз из CVD-ZnS применяем технологию прецизионной обработки поликристаллических ИК-материалов:
- распиловка пластин CVD-ZnS FLIR или Multispectral grade под расчётные толщины;
- сферическое алмазное шлифование двух вогнутых поверхностей с центровкой по оптической оси;
- тонкая шлифовка и доводка обеих вогнутых сферических поверхностей под расчётные радиусы;
- финишная полировка с контролем dN на интерферометре (λ = 632,8 нм);
- контроль чистоты поверхности по MIL-PRF-13830B (класс P III, S/D до 40/20);
- нанесение AR-покрытий под MWIR (3–5 мкм), LWIR (8–12 мкм) или широкополосных DLC — по запросу.
ZnS прочнее и твёрже ZnSe (твёрдость по Кнупу 160 vs 120), выдерживает аэродинамические нагрузки без существенной деградации оптических характеристик. Применяется как материал защитного покрытия для оптики из ZnSe.
Области применения
- Расширители пучка и рассеивающие компоненты тепловизионных объективов 3–5 мкм и 8–12 мкм;
- Защитные окна и обтекатели высокоскоростных летательных аппаратов (выдерживают аэродинамические нагрузки);
- Мультиспектральная оптика VIS+SWIR+MWIR+LWIR (для Multispectral grade);
- ИК-лазеры на длинах волн 2,8; 3,8 и 5,5 мкм;
- Корректоры аберраций и сборки в ИК-объективах с Ge, Si, ZnSe;
- Системы обнаружения, радиометрии и медицинская техника построения изображения;
- Защитные покрытия оптики из CVD-ZnSe.
Как купить
Изготавливаем двояковогнутые линзы из CVD-ZnS по чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий. Отправьте запрос с диаметром, фокусным расстоянием, требованиями по dN, S/D, AR-покрытию и качеству материала (FLIR / Multispectral) на info@quartz-prom.ru или позвоните +7 (499) 703-06-40.
Часто задаваемые вопросы
В чём разница между FLIR grade и Multispectral grade?
FLIR grade — базовый сорт с прозрачностью в среднем и дальнем ИК и поглощением в видимой части. Multispectral grade — после HIP-обработки прозрачен в широком диапазоне 0,4–13,5 мкм с улучшенными упругопластическими свойствами.
Чем ZnS прочнее ZnSe?
Твёрдость по Кнупу 160 vs 120, выше предел упругости (68,9 vs 55,1 МПа), выше модуль Юнга. ZnS используется для покрытия ZnSe-оптики и в задачах с аэродинамическими нагрузками.
Какой максимальный диаметр изготавливаете?
Multispectral CVD-ZnS — до 200 мм. Большие диаметры — по согласованию.
Наносите ли AR-покрытие на ZnS?
Да. Просветляющие покрытия под MWIR (3–5 мкм), LWIR (8–12 мкм) и широкополосные DLC-покрытия — стандартная опция.
Когда можно не контролировать N и dN?
Для тонких линз с tc/D < 1/10 требования к ошибкам формы поверхности снимаются — типовая практика для тонких рассеивающих компонентов и корректоров.
Какие ещё материалы вы обрабатываете для ИК-оптики?
CVD-ZnSe, кремний, германий, сапфир (Al₂O₃), CaF₂, BaF₂, MgF₂, LiF, оптическое и кварцевое стекло.
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
