金剛石光學(xué)真空窗片
高質(zhì)量的金剛石晶圓應(yīng)用作為光學(xué)窗口是理想的，主要為紅外，遠(yuǎn)紅外和太赫茲范圍。這些金剛石晶片由高功率微波等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(CVD)生長的高純多晶金剛石組成。
金剛石具有多種超凡的性能，是滿足光學(xué)應(yīng)用要求的理想材料。它具有迄今為止最高的熱導(dǎo)率，表現(xiàn)出最廣泛的光譜傳輸范圍，它是非常穩(wěn)健的。鉆石的傳輸從225納米的紫外線開始，覆蓋了從紅外線和太赫茲范圍的可見光到雷達(dá)頻率的整個(gè)光譜范圍。
除了弱吸收帶5μm不再吸收影響紅外光學(xué)透明的金剛石。高功率密度的光學(xué)應(yīng)用，如高功率二氧化碳激光器，極大地受益于這種超凡材料的巨大導(dǎo)熱性。
可提供產(chǎn)品
1，金剛石窗片 （ diamond windows）
材料性能 | 值 |
光譜透過率 | 225 nm to the far IR; > 70 % for λ> 10 μm |
折射率 | 2.38 in the infrared, 2.41 at 633 nm |
帶隙 | 5.45 eV |
介電常數(shù) | 5.7 |
吸收系數(shù) | < 0.10 cm^-1 @ 10μm |
損耗因數(shù) （tanδ @140 GHz） | <2.0×10^-5 |
熱導(dǎo)率 | >1800W/mK |
抗張強(qiáng)度（@ 0.5mm 厚度） | 600 MPa（成核側(cè)受拉） |
熱膨脹系數(shù) | 1.1 ppm/K（at RT），2.6 ppm/K（20-500℃） |
表面圖形和光潔度
用于光學(xué)應(yīng)用的窗口被拋光以獲得非常光滑的表面。標(biāo)準(zhǔn)表面粗糙度< 10nm rms。
設(shè)計(jì)窗口時(shí)要考慮的一個(gè)因素是透射光的波前畸變，這種特性可以用在633 nm處測量的雙透射干涉條紋數(shù)來表示?；蛘?，可以指定表面的平坦度。在金剛石材料中，各種干涉儀被用來評(píng)價(jià)金剛石玻璃的光學(xué)性能。
窗片性能 | 值 |
可能厚度 | 10μm可到 2000μm 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐,我們建議厚度為自由孔直徑的1.7% |
自由孔徑 | ?多達(dá)80毫米 |
表面光潔度 | 粗糙度 <5nm* rms 平坦度 λ/4 over 25mm* 楔 0-60 arc minutes* 波前畸變 <4 fringes at 633 nm over 30 mm* |
*樣品數(shù)據(jù)。
2，楔形窗片
在長波長的情況下，來自表面反射的干涉效應(yīng)可能變得困擾。在這些情況下，楔形窗是可取的。通常楔角是30角分，但其他角度也可能。下面的視圖顯示的例子理論在20 - 25μm透射光譜波長范圍為楔形和并行窗口。
3，布儒斯特窗片
布儒斯特窗是無涂層的窗戶，安裝在一個(gè)傾斜的角度(布儒斯特的角度)。
在這些條件下，光的p極化分量進(jìn)入和離開窗口沒有反射損失。對(duì)于金剛石，布魯斯特的角度是67.2°。因此，布魯斯特窗口顯示了一個(gè)傳輸近100%無關(guān)于輻射波長。這一概念對(duì)于自由電子激光器、多波長紅外激光器或太赫茲光學(xué)系統(tǒng)等多光譜應(yīng)用具有重要意義。
可提供技術(shù)
1，真空密封技術(shù)
封裝技術(shù) | 最大工作溫度 | 備注 |
高溫釬焊 | 250℃ | 特高壓兼容，非常低的排氣，非常密封，不可拆卸 |
橡膠O型環(huán) | 150℃ | 可拆卸，用于高壓(10-8mbar)應(yīng)用 |
銦 | 100℃ | 可拆式，主要用于低溫應(yīng)用 |
邊緣刃形 | 250℃ | 可拆式，幾何約束 |
2，法蘭盤
標(biāo)準(zhǔn)的法蘭盤大小：
歐洲/亞洲尺寸 | 北美尺寸（英寸） | 窗片自由孔徑（mm） |
DN16 | 1 1/3 | up to 13mm ? |
DN40 | 2 3/4 | up to 33mm ? |
DN63 | 4 1/2 | up to 55mm ? |
DN100 | 6 | up to 74mm ? |
額外的選項(xiàng):
雙面法蘭 螺紋孔 低磁導(dǎo)率 機(jī)械保護(hù)環(huán)
3，散熱
在高功率應(yīng)用中，金剛石的巨大導(dǎo)熱性變得非常重要。它允許通過適當(dāng)?shù)倪吘壚鋮s有效散熱。特別是銅焊窗對(duì)真空法蘭的熱阻較低。因此，埋入式水渠是一種有效的散熱技術(shù)。
對(duì)于非常高的熱負(fù)荷，金剛石材料開發(fā)了超高冷卻效率的設(shè)計(jì)。
4，鍍膜
當(dāng)光線通過未涂覆的金剛石窗口時(shí)，每個(gè)表面約有16.7%的光線被反射回來。在兩面都涂上一層增透膜將增加系統(tǒng)的吞吐量，并減少通過系統(tǒng)的反射(暗影)所造成的危險(xiǎn)。
針對(duì)化學(xué)氣相沉積金剛石，研制了低吸收、高功率密度的金剛石專用涂層。
