Hranol z taveného křemene
Podrobný diagram
Přehled křemenných hranolů
Hranoly z taveného křemene jsou základní optické prvky používané k řízení, manipulaci a přesměrování světla v široké škále vysoce výkonných optických systémů. Tyto hranoly, vyrobené z ultračistého taveného křemene, nabízejí výjimečné propustnosti v ultrafialovém (UV), viditelném a blízkém infračerveném (NIR) spektrálním rozsahu. Díky vynikající tepelné a chemické odolnosti, vynikající mechanické pevnosti a minimálnímu dvojlomu jsou hranoly z taveného křemene ideální pro kritické aplikace ve spektroskopii, laserové optice, zobrazování a vědecké instrumentaci.
Tavený křemen je nekrystalická, amorfní forma oxidu křemičitého (SiO₂), která vykazuje extrémně nízký obsah nečistot a vynikající optickou homogenitu. Díky těmto vlastnostem mohou tavené křemenné hranoly fungovat s minimálním zkreslením, a to i za extrémních podmínek prostředí.
Materiálové vlastnosti křemenných hranolů
Tavený křemen je vybrán pro výrobu optických hranolů díky své jedinečné sadě vlastností:
-
Vysoký optický přenosVynikající propustnost světla od hlubokého ultrafialového záření (185 nm) přes viditelné až po blízké infračervené záření (až do ~2500 nm), díky čemuž je vhodný pro UV i IR aplikace.
-
Vynikající tepelná stabilitaZachovává optickou a mechanickou integritu až do teplot přesahujících 1000 °C. Ideální pro vysokoteplotní optické systémy.
-
Nízký koeficient tepelné roztažnostiPouze ~0,55 × 10⁻⁶ /°C, což vede k vynikající rozměrové stálosti při tepelných cyklech.
-
Výjimečná čistotaTypicky více než 99,99 % SiO₂, což snižuje riziko kontaminace signálu v přesných systémech.
-
Vysoká odolnost vůči chemikáliím a koroziOdolává většině kyselin a rozpouštědel, takže je vhodný pro náročné chemické prostředí.
-
Nízký dvojlomIdeální pro polarizačně citlivé systémy díky minimálnímu vnitřnímu napětí.
Typy křemenných hranolů
1. Pravoúhlý hranol
-
StrukturaTrojúhelníkový hranol s jedním úhlem 90° a dvěma úhly 45°.
-
FunkcePřesměruje světlo o 90° nebo 180° v závislosti na orientaci a použití.
-
AplikaceŘízení paprsku, rotace obrazu, periskopy, nástroje pro zarovnání.
2. Klínový hranol
-
StrukturaDva ploché povrchy mírně od sebe svírající úhel (jako tenký plátek koláče).
-
FunkceOdchyluje světlo o malý, přesný úhel; lze otáčet pro kruhové skenování paprsku.
-
AplikaceŘízení laserového paprsku, adaptivní optika, oftalmologické přístroje.
3. Pentahranol
-
StrukturaPětistranný hranol se dvěma reflexními plochami.
-
FunkceOdklání světlo přesně o 90° bez ohledu na vstupní úhel; zachovává orientaci obrazu.
-
AplikaceHledáčky digitálních zrcadlovek, geodetické vybavení, zaměřovací optika.
4. Holubí hranol
-
StrukturaDlouhý, úzký hranol s lichoběžníkovým profilem.
-
Funkce: Otočí obraz o dvojnásobek úhlu fyzického natočení hranolu.
-
AplikaceRotace obrazu v systémech pro dodávání paprsku, interferometry.
5. Střešní hranol (Amici Prism)
-
StrukturaPravoúhlý hranol se „střešní“ hranou tvořící tvar písmene V o úhlu 90°.
-
Funkce: Invertuje a obrací obraz a zachovává správnou orientaci v dalekohledu.
-
AplikaceDalekohledy, pozorovací dalekohledy, kompaktní optické systémy.
7. Hranol dutého střešního zrcátka
-
StrukturaDva pravoúhlé hranoly uspořádané tak, aby tvořily reflexní pár s pevným úhlem.
-
FunkceOdráží paprsky rovnoběžně se směrem dopadu, ale s bočním posunem, čímž se zabrání interferenci.
-
AplikaceSkládání paprsku v laserových systémech, optické zpožďovací linky, interferometry.
Aplikace tavených křemenných hranolů
Díky své všestrannosti se hranoly z taveného křemene používají v řadě špičkových optických systémů:
-
SpektroskopieRovnostranné a disperzní hranoly se používají pro rozptyl světla a separaci vlnových délek ve spektrometrech a monochromátorech.
-
Laserové systémyHranoly se používají v aplikacích řízení, kombinování nebo dělení laserového paprsku, kde je kriticky důležitý vysoký práh poškození laserem.
-
Optické zobrazování a mikroskopiePravoúhlé a holubí hranoly pomáhají s otáčením obrazu, zarovnáním paprsku a skládáním optické dráhy.
-
Metrologie a přesné přístrojePenta hranoly a střešní hranoly jsou integrovány do zarovnávacích nástrojů, systémů pro měření vzdálenosti a optických geodetických systémů.
-
UV litografieDíky vysoké propustnosti UV záření se hranoly z taveného křemene používají ve fotolitografických expozičních nástrojích.
-
Astronomie a dalekohledyPoužívá se pro korekci odchylky paprsku a orientace bez ovlivnění optické věrnosti.
Často kladené otázky – Často kladené otázky o křemenných hranolech
Q1: Jaký je rozdíl mezi taveným křemenem a taveným oxidem křemičitým?
A: I když se tyto termíny někdy používají zaměnitelně, „tavený křemen“ se obecně vztahuje na křemenné sklo vyrobené z přírodních krystalů křemene, zatímco „tavený křemen“ se vyrábí ze syntetického křemenného plynu. Oba materiály nabízejí podobný optický výkon, ale tavený křemen může mít o něco lepší UV propustnost.
Q2: Lze na hranoly z taveného křemene nanášet antireflexní povlaky?
A: Ano, nabízíme zakázkové AR povlaky určené pro specifické vlnové délky, včetně UV, viditelného záření a blízkého infračerveného záření. Povlaky zlepšují propustnost a snižují ztráty odrazem na povrchu hranolu.
Q3: Jakou kvalitu povrchu můžete poskytnout?
A: Standardní kvalita povrchu je 40-20 (škrábací leštění), ale nabízíme také leštění s vyšší přesností až na 20-10 nebo lepší, v závislosti na aplikaci.
Q4: Jsou křemenné hranoly vhodné pro aplikace s UV laserem?
A: Rozhodně. Díky své vysoké UV průhlednosti a prahu poškození laserem jsou hranoly z taveného křemene ideální pro UV lasery, včetně excimerových a polovodičových zdrojů.
O nás
Společnost XKH se specializuje na high-tech vývoj, výrobu a prodej speciálního optického skla a nových krystalových materiálů. Naše produkty slouží optické elektronice, spotřební elektronice a armádě. Nabízíme safírové optické komponenty, kryty čoček mobilních telefonů, keramiku, LT, karbid křemíku SIC, křemen a polovodičové krystalové destičky. Díky odborným znalostem a nejmodernějšímu vybavení vynikáme ve zpracování nestandardních produktů s cílem stát se předním technologicky vyspělým podnikem v oblasti optoelektronických materiálů.
