Оптические клинья из кремния Si
Изготавливаем оптические клинья из монокристаллического оптического кремния (Si) для тепловизионных систем MWIR 3–5 мкм, ИК-спектрометрии и подложек лазерных зеркал. Si CZ или FZ под выбранное удельное сопротивление, диапазон пропускания 1,2–15 мкм, плотность 2,33 г/см³ (легче Ge). 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 кремния (Si)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 2,33 г/см³ |
| Температура плавления | 1420 °C |
| Коэффициент теплопроводности | 162,3 Вт/(м·K) при 273 K |
| Коэффициент термического расширения | 4,15 × 10⁻⁶ /K |
| Твёрдость по Кнупу | 1150 |
| Удельная теплоёмкость | 703 Дж/(кг·K) |
| Диэлектрическая постоянная (f = 10 ГГц) | 13 |
| Модуль Юнга E | 131 ГПа |
| Модуль сдвига G | 79,9 ГПа |
| Модуль объёмной деформации K | 102 ГПа |
| Упругие коэффициенты | C11 = 167 МПа; C12 = 65 МПа; C44 = 80 МПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,266 |
Химические свойства кремния (Si)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Растворимость в воде | Не растворим |
| Молекулярный вес | 28,09 |
| Класс | Кубический, структура алмаза |
Механические свойства кремния (Si)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Твёрдость по Кнупу | 1150 |
| Модуль Юнга E | 131 ГПа |
| Модуль сдвига G | 79,9 ГПа |
| Упругие коэффициенты | C11 = 167 МПа; C12 = 65 МПа; C44 = 80 МПа |
Оптические свойства кремния (Si)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон пропускания | 1,2 – 15 мкм |
| Показатель преломления n | 3,4223 (λ = 5 мкм) |
| Потери на отражение | 51 % (λ = 5 мкм, 2 поверхности) |
| dn/dT | 160 × 10⁻⁶ /K |
| dn/dμ = 0 | 10,4 мкм |
| Коэффициент поглощения | 1 × 10⁻³ см⁻¹ (λ = 3 мкм) |
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Материал | Si монокристаллический оптический (CZ — Чохральский или FZ — зонная плавка) |
| Тип изделия | Оптический клин с двумя плоскими полированными гранями |
| Стандартные углы клина | 12′, 30′, 1°, 2°, 5°, 7,5° |
| Допуск на угол клина | До ±30″ (стандарт); до ±5″ — по запросу |
| Диаметр / габарит | До 150 мм |
| Удельное сопротивление | 5–40 Ом·см (стандарт); высокоомный — для пропускания 30–100 мкм |
| 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 — AR на 3–5 мкм MWIR; широкополосные покрытия по запросу |
Параметры в таблице — стандартные. Изготавливаем оптические клинья из Si с любым углом, габаритом и допусками по чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.
Изготовление
Для производства оптических клиньев из кремния применяем технологию прецизионной обработки полупроводниковых кристаллов:
- распиловка слитка Si CZ или FZ под выбранное удельное сопротивление и тип проводимости;
- 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 (3–5 мкм MWIR) — по запросу;
- контроль коэффициента поглощения на 3 мкм.
Опыт обработки полупроводниковых кристаллов и собственный технологический парк позволяют выпускать клинья из Si с угловой точностью до 5″ — для тепловизионных и FTIR-систем. Кремний FZ выбирают там, где важно отсутствие кислородных полос поглощения 5,8 / 9,1 / 19,4 мкм; CZ — для большинства MWIR-применений.
Области применения
- Тепловизионные системы MWIR 3–5 мкм — клиновые корректоры объективов и устранение паразитных интерференций на окнах;
- FTIR-спектрометрия в диапазоне 1,2–7 мкм — устранение паразитных интерференционных полос от плоскопараллельных окон;
- Подложки лазерных зеркал — высокая теплопроводность 162 Вт/(м·K) и низкая плотность 2,33 г/см³;
- Высокоомный Si — субмиллиметровая и THz-оптика 30–100 мкм (клиновые делители THz-пучка);
- Эталоны малых углов в метрологии и юстировке ИК-схем;
- Окна и клинья для ИК-приборов общего назначения — лёгкая и дешёвая альтернатива Ge для MWIR.
Как купить
Изготавливаем оптические клинья из Si по чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий. Для расчёта стоимости укажите угол клина, габарит, требования по плоскостности, S/D, AR-покрытию и типу материала (CZ / FZ, удельное сопротивление). 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).
Чем отличается Si CZ от Si FZ?
CZ-кремний (Чохральский) содержит остаточный кислород — даёт полосы поглощения 5,8 / 9,1 / 19,4 мкм. FZ-кремний (зонная плавка) чище, эти полосы выражены слабо. Для критичных MWIR-применений выбирают FZ, для большинства задач достаточно CZ.
Наносите ли просветляющее покрытие?
Да. AR-покрытия под MWIR 3–5 мкм — стандартная опция. Без покрытия потери на отражение составляют около 51 % на двух поверхностях.
В каком диапазоне реально работает Si-оптика?
Заявленный 1,2–15 мкм с провалами поглощения; основное рабочее окно 3–5 мкм. На высокоомном кремнии возможна работа в диапазоне 30–100 мкм (субмиллиметровая и THz-оптика).
Какой максимальный габарит клина?
До 150 мм. Большие размеры — по согласованию.
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
