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金刚石光学真空窗片 太赫兹窗片 真空窗片 THz Windows 布儒斯特窗片 diamond windows
产品简介
在红外、远红外及太赫兹波段，高质量金刚石晶圆是制作光学窗口的理想选择。这类晶圆的制备，依赖高功率微波等离子体辅助化学气相沉积（CVD）技术，原料为高纯度的多晶金刚石。
作为适配光学应用的优质材料，金刚石拥有多项突出性能。它的热导率在现有材料中位居第一，光谱传输范围也最广，同时具备极强的坚固性。具体来看，其光谱传输从 225nm 的紫外线波段起步，能完整覆盖可见光、红外线、太赫兹，一直延伸到雷达频率。
在红外光学透明度方面，金刚石仅在 5μm 处有一条较弱的吸收带，不存在其他会影响透明度的吸收问题。对于高功率二氧化碳激光器这类高功率密度的光学应用而言，金刚石卓越的导热性能够带来显著益处，有效解决设备运行中的散热难题。
318um厚的金刚石窗片透过率
一、可提供产品
1、金刚石窗片 （ diamond windows）
材料性能 | |
光谱透过率 | 225nm to the far IR; >70% for λ>10 μm |
折射率 | 2.38 in the infrared, 2.41 at 633nm |
带隙 | 5.45eV |
介电常数 | 5.7 |
吸收系数 | < 0.10cm^-1@10μm |
损耗因数 （tanδ@140 GHz） | <2.0×10^-5 |
热导率 | >1800W/mK |
抗张强度（@0.5mm 厚度） | 600MPa（成核侧受拉） |
热膨胀系数 | 1.1 ppm/K（at RT），2.6 ppm/K（20-500℃） |
表面图形和光洁度
用于光学应用的窗口被抛光以获得非常光滑的表面。标准表面粗糙度< 10nm rms。
设计窗口时要考虑的一个因素是透射光的波前畸变，这种特性可以用在633 nm处测量的双透射干涉条纹数来表示。或者，可以指定表面的平坦度。在金刚石材料中，各种干涉仪被用来评价金刚石玻璃的光学性能。
窗片相关参数 | |
加工厚度范围 | 10μm可到2000μm 根据经验和实践,我们建议厚度为自由孔直径的1.7% |
自由孔径 | Ø多达150毫米 |
表面光洁度 | 粗糙度 <5nm* rms 平坦度 λ/4 over 25mm* 楔角 0-60 arc minutes* 波前畸变 <4 fringes at 633 nm over 30 mm* |
*样品数据。
2、楔形窗片
在长波长的情况下，来自表面反射的干涉效应可能变得困扰。在这些情况下，楔形窗是可取的。通常楔角是30角分，但其他角度也可能。下面的视图显示的例子理论在20 - 25μm透射光谱波长范围为楔形和并行窗口。
3、布儒斯特窗片
布儒斯特窗是无涂层的窗户，安装在一个倾斜的角度(布儒斯特的角度)。
在这些条件下，光的p极化分量进入和离开窗口没有反射损失。对于金刚石，布鲁斯特的角度是67.2°。因此，布鲁斯特窗口显示了一个传输近100%无关于辐射波长。这一概念对于自由电子激光器、多波长红外激光器或太赫兹光学系统等多光谱应用具有重要意义。
二、可提供技术
1、真空密封技术
封装技术 | 最大工作温度 | 备注 |
高温钎焊 | 250℃ | 特高压兼容，非常低的排气，非常密封，不可拆卸 |
橡胶O型环 | 150℃ | 可拆卸，用于高压(10-8mbar)应用 |
铟 | 100℃ | 可拆式，主要用于低温应用 |
边缘刃形 | 250℃ | 可拆式，几何约束 |
2、法兰盘
标准的法兰盘大小：
欧洲/亚洲尺寸 | 北美尺寸（英寸） | 窗片自由孔径（mm） |
DN16 | 1 1/3 | up to 13mm Ø |
DN40 | 2 3/4 | up to 33mm Ø |
DN63 | 4 1/2 | up to 55mm Ø |
DN100 | 6 | up to 74mm Ø |
额外的选项:
双面法兰 螺纹孔 低磁导率 机械保护环
3、散热
在高功率应用中，金刚石的巨大导热性变得非常重要。它允许通过适当的边缘冷却有效散热。特别是铜焊窗对真空法兰的热阻较低。因此，埋入式水渠是一种有效的散热技术。
对于非常高的热负荷，金刚石材料开发了超高冷却效率的设计。
4、镀膜
当光线通过未涂覆的金刚石窗口时，每个表面约有16.7%的光线被反射回来。在两面都涂上一层增透膜将增加系统的吞吐量，并减少通过系统的反射(暗影)所造成的危险。
针对化学气相沉积金刚石，研制了低吸收、高功率密度的金刚石专用涂层。