Прямоугольные призмы из оптического сапфира Al2O3

Изготавливаем прямоугольные оптические призмы из лейкосапфира (Al₂O₃) с углами 45°/90°/45° для защитных и многоканальных систем VIS+NIR+SWIR, лазерной оптики Nd:YAG и Ti:Sapphire, скважинной и плазменной аппаратуры. Точность углов до ±30″, плоскостность граней N = 3…5, чистота поверхности до S/D 40/20, диапазон пропускания 0,17–5,5 мкм, твёрдость по Кнупу 2000 кг/мм². По чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.

Физические свойства оптического сапфира (Al₂O₃)

Оптические свойства оптического сапфира (Al₂O₃)

Химические свойства оптического сапфира (Al₂O₃)

Показатель преломления сапфира по длинам волн

Сапфир — двулучепреломляющий кристалл: n_o для обыкновенной волны (вектор E ∥ оси c), n_e для необыкновенной волны (вектор E ⊥ оси c). Для оптики с поляризованным излучением учитывайте ориентацию относительно c-оси.

Технические характеристики

Параметры в таблице — стандартные. Изготавливаем сапфировые прямоугольные призмы любых габаритов и допусков по чертежу или ТЗ заказчика, от 1 шт.

Изготовление

Для производства прямоугольных призм из лейкосапфира применяем технологию прецизионной обработки твёрдых оксидных кристаллов:

• выращивание сапфировых заготовок методом ГНК (горизонтально направленная кристаллизация) или Степанова под нужную ориентацию;
• распиловка кристалла с учётом ориентации c-оси и черновым выставлением углов 45°/90°/45°;
• точная установка углов на угловом шаблоне или гониометрическом столе;
• шлифование трёх рабочих граней — двух катетных и гипотенузы — абразивами на основе алмаза и карбида бора;
• финишная полировка всех трёх граней до dN ≤ 1;
• контроль углов на автоколлиматоре с разрешением до 5″;
• контроль угла пирамидальности — отклонения ребра 90° от плоскости катетов;
• контроль плоскостности N и dN на интерферометре (λ = 632,8 нм);
• контроль чистоты поверхности по MIL-PRF-13830B (S/D);
• нанесение широкополосного AR-покрытия на катетные грани (VIS / NIR / SWIR); зеркальное покрытие на гипотенузу — по запросу.

Собственный рост сапфировых заготовок и прецизионный оптический парк позволяют выпускать сапфировые призмы с угловой точностью до 5″ — для лазерных систем, защитных оптических узлов и многоканальных приборов.

Области применения

• Отклонение оптического пучка на 90° через TIR на гипотенузе — VIS / NIR / SWIR (0,2–5 мкм);
• Многоканальные системы наблюдения — оборонная и гражданская оптика;
• Лазерные системы — оборачивающие и поворотные элементы для Nd:YAG (1,06 мкм) и Ti:Sapphire (0,7–1,1 мкм);
• Защитные узлы скважинной аппаратуры, химических реакторов и плазменных камер — за счёт твёрдости и стойкости к эрозии;
• Высокотемпературные ИК-системы — рабочая температура до 1000 °C в кислотах/щелочах;
• МНПВО-призмы для ИК-спектроскопии в диапазоне до 5 мкм;
• Космическая и глубоководная оптика — благодаря экстремальной механической стойкости.

Как купить

Изготавливаем сапфировые прямоугольные призмы по чертежу или ТЗ заказчика, от единичных образцов до серийных партий. Для расчёта пришлите длину катета, точность углов 45°/90°/45°, требования по плоскостности N, dN, чистоте S/D, ориентации c-оси и AR-покрытию на info@quartz-prom.ru или позвоните +7 (499) 703-06-40 — рассчитаем стоимость и сроки.

Часто задаваемые вопросы

Работает ли полное внутреннее отражение (TIR) на гипотенузе у сапфира?

Да. Показатель преломления сапфира n ≈ 1,76, критический угол TIR — около 34,6°. При угле падения 45° TIR работает с хорошим запасом. Зеркальное покрытие на гипотенузу не требуется — кроме случаев иммерсионного контакта с другой средой.

Как ориентация c-оси влияет на оптические свойства призмы?

Сапфир — двулучепреломляющий кристалл. n_o относится к обыкновенной волне (E ∥ c), n_e — к необыкновенной (E ⊥ c). Разница n_o − n_e ≈ 0,008. Для систем с поляризованным светом обычно заказывают c-cut, где c-ось перпендикулярна одной из граней — это минимизирует двулучепреломление в рабочем луче.

Какая точность углов 45°/90°/45°?

Стандартная — до ±30″, по запросу — до ±5″ (контроль на автоколлиматоре). Угол пирамидальности — до 30″ стандартно, до 5″ по запросу.

Почему сапфир — выбор для защитных призм?

Твёрдость по Кнупу 2000 кг/мм² (твёрдость по Моосу 9 — после алмаза), стойкость к большинству кислот и щелочей до 1000 °C, температура плавления 2040 °C, модуль Юнга 335 ГПа. По стойкости к эрозии и абразивному износу превосходит все распространённые оптические материалы — критично для скважинной, плазменной и оборонной оптики.

Наносите ли просветляющее покрытие?

Да. Широкополосные AR-покрытия на VIS / NIR / SWIR на катетные грани. На гипотенузу AR обычно не требуется (TIR работает); по запросу — диэлектрическое зеркало для иммерсионных применений.

Какой максимальный размер катета?

До 100 мм. Гипотенуза = катет × √2, то есть до ≈ 141 мм. Крупногабаритные сапфировые пластины — до 350 × 500 × 30 мм; на их базе возможно изготовление призм нестандартной геометрии.

От какого количества возможен заказ?

От 1 штуки. Серийные партии — по согласованному графику поставок.