Клиновидные окна из германия Ge
Изготавливаем клиновидные окна из монокристаллического оптического германия (ГМО) для тепловизионных систем LWIR 8–14 мкм, CO₂-лазеров (10,6 мкм) и приборов ИК-наведения. ГМО, выращенный методом Чохральского, диапазон пропускания 1,8–23 мкм, показатель преломления n ≈ 4,0. Стандартные углы клина: 12′, 30′, 1°, 2°, 5°, 7,5°. Точность угла до ±30″, плоскостность граней N = 3…5, чистота поверхности до S/D 40/20. По чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.
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 (f = 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 |
Химические свойства германия (Ge)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Растворимость в воде | Не растворим |
| Молекулярный вес | 72,59 |
| Класс | Кубический, структура алмаза |
Механические свойства германия (Ge)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Твёрдость по Кнупу | 780 |
| Модуль Юнга E | 102,7 ГПа |
| Модуль сдвига G | 67 ГПа |
| Предел упругости | 89,6 МПа |
| Упругие коэффициенты | C11 = 129 МПа; C12 = 48,3 МПа; C44 = 67,1 МПа |
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/dμ = 0 | Показатель преломления постоянен (не зависит от μ) |
| Коэффициент поглощения | 1,3 × 10⁻³ см⁻¹ (λ = 3,8 мкм) |
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Материал | ГМО — германий монокристаллический оптический (метод Чохральского) |
| Тип изделия | Клиновидное окно из германия с углом клина для устранения паразитной интерференции |
| Стандартные углы клина | 12′, 30′, 1°, 2°, 5°, 7,5° |
| Допуск на угол клина | До ±30″ (стандарт); до ±5″ — по запросу |
| Диаметр / габарит | До 100 мм |
| Плоскостность граней N | 3…5 (типовое); до N = 1 — по запросу (λ = 632,8 нм) |
| Местная ошибка формы dN | ≤ 1 (λ = 632,8 нм) |
| Чистота поверхности (S/D) | До 40/20 по MIL-PRF-13830B |
| Просветляющее покрытие | Возможно — широкополосное AR на 8–12 мкм / 3–5 мкм; DLC (Diamond Like Coating, n = 2,0) с защитной функцией |
| Рабочая температура | До 100 °C (выше — материал теряет прозрачность) |
Параметры в таблице — стандартные. Изготавливаем клиновидные окна из Ge с любым углом, габаритом и допусками по чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.
Изготовление
Для производства клиновидных окон из германия применяем технологию прецизионной обработки полупроводниковых ИК-кристаллов:
- распиловка слитка ГМО, выращенного методом Чохральского;
- точная установка угла клина на угловом шаблоне или гониометрическом столе;
- шлифование двух плоских граней под расчётный угол;
- финишная полировка обеих граней;
- контроль угла клина на автоколлиматоре с разрешением до 5″;
- контроль плоскостности и dN на интерферометре (λ = 632,8 нм);
- контроль чистоты поверхности по MIL-PRF-13830B (S/D);
- нанесение AR-покрытия под рабочую длину волны (8–12 мкм / 3–5 мкм) или защитного DLC — по запросу;
- контроль коэффициента поглощения на 3,8 мкм.
Опыт обработки германия и собственный технологический парк позволяют выпускать клиновидные окна из Ge с угловой точностью до 5″ — для тепловизионных объективов и CO₂-лазерных систем. За счёт высокого n ≈ 4,0 без AR-покрытия Ge-окно даёт пропускание около 47 %, поэтому AR — обязательная опция для рабочей оптики.
Области применения
- Тепловизионные системы LWIR 8–14 мкм — клиновые корректоры объективов и устранение паразитных интерференций на защитных окнах;
- CO₂-лазеры (10,6 мкм) — клиновые выходные окна и эталоны для разведения паразитного отражения от рабочего пучка;
- Системы ИК-наведения и приборы ночного видения;
- FTIR-спектроскопия в среднем и дальнем ИК — устранение паразитных интерференционных полос;
- МНПВО-элементы и подложки для ИК-светофильтров и лазерных зеркал;
- Спутниковая аппаратура для картографирования и исследования поверхности Земли в ИК;
- Эталоны малых углов в метрологии ИК-схем.
Как купить
Изготавливаем клиновидные окна из Ge по чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий. Для расчёта стоимости укажите угол клина, габарит, требования по плоскостности, S/D и AR-покрытию (8–12 мкм / 3–5 мкм / DLC). Отправьте ТЗ на info@quartz-prom.ru или позвоните +7 (499) 703-06-40.
Часто задаваемые вопросы
Какие стандартные углы клина вы делаете?
12′, 30′, 1°, 2°, 5° и 7,5°. Любой нестандартный угол — по чертежу или ТЗ.
Какая точность угла клина?
Стандартная — до ±30″. По запросу — до ±5″ (контроль на автоколлиматоре).
Зачем германию AR-покрытие?
За счёт высокого n ≈ 4,0 потери на отражение на двух поверхностях достигают 53 % на 11 мкм. Без AR-покрытия Ge-оптика непригодна как пропускающая. Стандартные варианты: широкополосное ИК-AR и алмазоподобное DLC-покрытие, сочетающее просветление и защиту от абразивного износа.
Почему германий теряет прозрачность при нагреве?
Ширина запрещённой зоны Eg = 0,7 эВ. Уже при 27 °C появляется заметное поглощение для λ < 1,8 мкм; при температурах выше 100 °C материал становится непрозрачным во всём ИК-диапазоне. Это ограничение учитывают при проектировании систем с тепловой нагрузкой.
В каком диапазоне длин волн прозрачен Ge?
1,8 – 23 мкм. Покрывает MWIR (3–5 мкм) и LWIR (8–14 мкм) диапазоны.
Какой максимальный габарит клиновидного окна?
До 100 мм. Большие размеры — по согласованию с учётом доступности заготовок ГМО.
От какого количества возможен заказ?
От 1 штуки. Серийные партии — по согласованному графику поставок.
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
