Инфракрасная оптика: линзы, окна и зеркала для диапазонов NIR, SWIR, MWIR и LWIR
Алкор Текнолоджиз — российский производитель инфракрасной оптики полного спектра — линз, окон, зеркал, призм, ATR-элементов и светоделителей — для всех ИК-диапазонов на собственном производстве в Санкт-Петербурге.
Работаем со всеми ключевыми ИК-материалами: германий (Ge), кремний (Si), селенид цинка (ZnSe), сульфид цинка (ZnS), CaF₂, BaF₂, MgF₂, KBr, сапфир, кварц КИ/JGS-3. Покрытия AR для диапазонов 3–5 мкм и 8–14 мкм, DLC-покрытие для фронтальной оптики в агрессивных условиях. Серийный выпуск и единичные прототипы — от 1 штуки.
Специалисты помогут подобрать оптимальный материал под вашу задачу.
- 0,7–25 мкмвсе ИК-диапазоны: NIR, SWIR, MWIR, LWIR
- 10+ материаловGe, Si, ZnSe, ZnS, CaF₂, BaF₂, MgF₂, KBr, сапфир, кварц
- тысячи/мессерийный выпуск; прототипы от 1 шт
- 24 часана коммерческое предложение
Линзы из ZnSe и германия.
Выбор материала для ИК-оптики: полная таблица
Материал окна следует подбирать под спектр системы: германий для LWIR, кварц и сапфир для MWIR, CaF₂ и Si для SWIR.
| Материал | Диапазон | Ключевые достоинства | Основные применения |
|---|---|---|---|
| Германий (Ge) | 1,8 – 14 мкм | n≈4,0, компактные линзы, DLC-покрытие | тепловизоры LWIR, пирометрия, ATR-спектроскопия |
| Кремний (Si) | 1,2 – 7 мкм | лёгкий, дешевле Ge, ТГц-оптика | MWIR-системы, газоанализаторы 3–5 мкм, ТГц |
| ZnSe | 0,6 – 14 мкм | широкий диапазон, CO₂ (10,6 мкм) | CO₂ лазеры, FTIR-спектроскопия, LWIR-окна |
| ZnS | 0,5 – 12 мкм | прочнее ZnSe, FLIR-купола | защитные купола FLIR, спецтехника |
| CaF₂ | 0,13 – 9 мкм | широкий диапазон (УФ–MWIR), не чувствителен к влаге | FTIR, эксимерные лазеры, MWIR, пирометры |
| BaF₂ | 0,15 – 12 мкм | глубже CaF₂ в ИК | широкополосные FTIR, химические лазеры |
| MgF₂ | 0,12 – 7 мкм | ВУФ до 120 нм, прочный | детекторы пламени, пирометры, MWIR |
| Сапфир | 0,17 – 5,5 мкм | твёрдость 9 по Моосу, химически стоек | защитные окна в агрессивных средах, MWIR |
| Кварц КИ/JGS-3 | 0,3 – 3,5 мкм | нет поглощения воды при 2,7 мкм | Er:YAG лазеры 2,94 мкм, SWIR-системы |
Практическое правило по диапазонам
NIR/SWIR 0,7–2,5 мкм: кварц КИ, CaF₂, Si, сапфир
MWIR 3–5 мкм: Si (лёгкий), CaF₂ (от УФ), сапфир (прочный), ZnSe (широкополосный), Ge
LWIR 8–14 мкм: Ge (стандарт), ZnSe (CO₂-лазер), ZnS (прочные купола)
Широкий ИК 0,6–14 мкм: ZnSe — единственный вариант без смены оптики
Продукция: полный ассортимент ИК-оптики
Инфракрасные окна и защитные стёкла
Плоскопараллельные пластины (окна) для защиты детекторов, резонаторов, корпусов приборов. Диаметр до 200 мм, прямоугольные и нестандартные форматы.
Германиевые окна с DLC
Стандарт для фронтальных окон, морских тепловизоров, уличных систем наблюдения. Алмазоподобное покрытие защищает от дождя, песка, морской соли при сохранении максимального пропускания в LWIR.
ZnSe окна
Защитные стёкла для CO₂-лазерных головок, окна газовых кювет в ИК-системах анализа газов, многодиапазонные окна FTIR-систем.
Сапфировые окна
Для агрессивных химических сред, высокого давления, механических нагрузок. Твёрдость 9 по Моосу, химически инертен. Защитные окна химических реакторов, иллюминаторы подводных аппаратов, авиационные смотровые порты.
Окна кювет для FTIR
Из KBr, NaCl, KCl, ZnSe, BaF₂, CaF₂, Ge — для FTIR-спектрометров и систем жидкостного анализа. Все стандартные типоразмеры под Thermo Fisher, PerkinElmer, Agilent, Shimadzu.
Запросить цену на ИК-окна · Все оптические окна
Инфракрасные линзы
Инфракрасная линза — это компонент, оптимизированный для обработки света в инфракрасной области, включая ближнюю (NIR), коротковолновую (SWIR), средневолновую (MWIR) и длинноволновую инфракрасную (LWIR) области спектра. Производим все типы линз для ИК-диапазона: плосковыпуклые, двояковыпуклые, плосковогнутые, менисковые (стандарт для фокусирующих элементов тепловизоров), цилиндрические, асферические. Диаметр 5–100 мм, фокусное расстояние 5–1000 мм.
Ключевые применения ИК-линз:
- германиевые менисковые линзы для LWIR-тепловизоров (стандартный передний элемент объектива)
- кремниевые линзы для MWIR-систем газоанализа (CH₄, CO₂, CO в диапазоне 3–5 мкм)
- ZnSe-линзы для CO₂-лазерных станков и FTIR-систем
- CaF₂-линзы для пирометров и широкополосных систем
- Si-полусферы и гипер-полусферы для ТГц-детекторов
Запросить цену на ИК-линзы · Все оптические линзы
Инфракрасные зеркала
Зеркала из оптического стекла (К8, кварц) с металлическими покрытиями для ИК-диапазона:
- Золотые зеркала (Au): R >97% в диапазоне 1–25 мкм — широкополосный ИК-стандарт для лабораторных и технологических систем
- Серебряные зеркала (Ag): R >96% от NIR до MWIR
- Зеркала из кремния с золотым покрытием — стандарт для CO₂-лазерных систем 10,6 мкм: Si обеспечивает жёсткость при минимальном весе, Au-покрытие — максимальное отражение в ИК
Запросить цену на ИК-зеркала · Все оптические зеркала
Инфракрасные светоделители и FTIR-пары
Светоделители из Ge, Si (естественный Френелевский 50/50), ZnSe, KBr, CaF₂, BaF₂ для FTIR-интерферометров Майкельсона. Пары светоделитель+компенсатор с нормированной разнотолщинностью.
Запросить цену на светоделители · Подробнее о светоделителях
ATR/МНПВО-призмы
Германиевые и ZnSe ATR-призмы для ИК-спектроскопии с нарушенным полным внутренним отражением. Анализ сильно поглощающих образцов без подготовки: полимеры, резины, клеи, покрытия, биоткани.
Запросить цену на ATR-призмы · Подробнее о германии · Подробнее о ZnSe
Области применения ИК-оптики
Тепловизоры и тепловизионные системы наблюдения (LWIR 8–14 мкм). Германиевые линзы и окна с AR 8–12 мкм и DLC для фронтальных элементов. Тепловизор позволяет разглядеть человека или животное в полной темноте, найти утечку газа на заводе или определить перегрев проводов в стене. Серийный выпуск для производителей тепловизионных модулей. Одиночные линзы для ОКР.
Пирометры и системы бесконтактного измерения температуры (MWIR 3–5 мкм и LWIR). Подбирайте материал окна под спектр: германий для LWIR, кварц и сапфир для MWIR. CaF₂ и Si — для MWIR-пирометров в металлургии, стекольном производстве, литье. Ge — для LWIR-пирометров строительной и энергетической диагностики.
Газоанализаторы и NDIR-датчики (3–5 мкм). Кремниевые и CaF₂-линзы для каналов оптического газоанализа: CO₂ (4,26 мкм), CH₄ (3,33 мкм), CO (4,67 мкм), SO₂ (7,35 мкм). Si — оптимальный материал по соотношению цена/пропускание для диапазона 3–5 мкм. ZnSe — для широкополосных систем, охватывающих несколько диапазонов одновременно.
FTIR-спектрометры (MIR 2–25 мкм). Окна кювет, ATR-элементы, светоделители, линзы конденсоров. Замена расходных компонентов для спектрометров Bruker, Thermo Nicolet, PerkinElmer, Agilent. Все материалы и типоразмеры в наличии.
CO₂-лазерные системы (10,6 мкм). Фокусирующие ZnSe-линзы для лазерных станков, защитные стёкла головок, выходные окна резонаторов. Si+Au зеркала для систем доставки луча CO₂-лазера.
Гиперспектральные камеры. Широкополосная оптика из ZnSe (0,6–14 мкм) для систем, работающих одновременно в нескольких ИК-диапазонах. CaF₂ для гиперспектральных систем от УФ до MWIR.
Медицинская диагностика и безопасность. Тепловизионные системы контроля температуры тела, детекторы пламени с MgF₂-окнами, системы ИК-диагностики в хирургии.
AR-покрытия для ИК-оптики
Без просветляющего покрытия ИК-материалы теряют на отражение значительную долю потока: германий — 53% с двух поверхностей, ZnSe — 29%, кремний — 46%. AR-покрытие снижает потери до <1% и критично для любой функциональной ИК-системы.
| Покрытие | Диапазон | Материал | Применение |
|---|---|---|---|
| AR 3–5 мкм | 3–5 мкм | Si, CaF₂, сапфир | пирометры, газоанализаторы MWIR |
| AR 8–12 мкм | 8–12 мкм | Ge, ZnSe | LWIR-тепловизоры |
| BBAR 2–12 мкм | 2–12 мкм | ZnSe, Ge | широкополосные ИК-системы, FTIR |
| DLC | 2–14 мкм | Ge | фронтальные окна, морские тепловизоры |
| AR/DLC | 8–12 мкм + защита | Ge | уличные тепловизоры, специальная оптика |
| Au-покрытие | 1–25 мкм | К8, кварц, Si | ИК-зеркала широкополосные |
Четыре ИК-диапазона: что такое NIR, SWIR, MWIR и LWIR
Инфракрасный диапазон охватывает длины волн от 700 нм до ~25 мкм и делится на четыре поддиапазона. Каждый определяет выбор материала, покрытия и конструкции оптики. Границы поддиапазонов в разных источниках немного различаются.
| Диапазон | Длины волн | Детекторы | Оптика | Применения |
|---|---|---|---|---|
| NIR — ближний ИК | 0,7–1,1 мкм | кремниевые CCD и CMOS | К8, кварц, Si | ночное видение первого поколения, лидары 905 и 1064 нм, диодные лазеры, камеры ближнего ИК |
| SWIR — коротковолновый ИК | 1,1–2,5 мкм | InGaAs | кварц КИ/JGS-3, CaF₂, Si, сапфир | сортировка материалов, контроль качества в пищевой промышленности, видение сквозь дым и туман, лидары 1550 нм |
| MWIR — средневолновый ИК | 3–5 мкм | охлаждаемые InSb и HgCdTe | CaF₂, Si, сапфир, ZnSe, Ge | тепловизоры для высокотемпературных объектов, военная оптика, газоанализаторы CO₂/CH₄/CO |
| LWIR — длинноволновый ИК | 8–14 мкм | неохлаждаемые ФПА (8–12 мкм) | преимущественно германий (Ge) | тепловизоры наблюдения, охрана периметра, медицинская термография |
MWIR — первое атмосферное окно, где тепловое излучение объектов с температурой 300–700 °C достигает максимума. LWIR — главный диапазон тепловидения для объектов с температурой около 300 K (комнатная температура).
Атмосферные окна 3–5 мкм и 8–14 мкм: почему именно эти диапазоны
Атмосфера Земли не одинаково прозрачна в ИК-диапазоне: водяной пар, CO₂ и другие молекулы поглощают излучение в определённых диапазонах. Но есть два «окна» прозрачности, в которых ИК-излучение распространяется с минимальными потерями:
3–5 мкм (MWIR-окно)
Используется для тепловизоров, наблюдающих за горячими объектами (двигатели, факелы, нагретые детали). Подходит, когда объект горячий или когда контраст важнее чувствительности тепловизионной камеры.
8–14 мкм (LWIR-окно)
Главный диапазон гражданских тепловизоров. Здесь находится максимум теплового излучения объектов с температурой около 300 K (комнатная температура, человеческое тело, здания). Предпочтителен для высокой производительности тепловизации: выше чувствительность к температуре окружающих объектов и лучше передача при тумане и дыме.
Именно поэтому выбор оптического материала определяется прежде всего тем, в каком атмосферном окне работает система: германий — стандарт для LWIR, кремний и CaF₂ — для MWIR.
Почему выбирают Алкор Текнолоджиз
Все ИК-материалы у одного производителя
Ge, Si, ZnSe, CaF₂, сапфир, кварц КИ — один заказ, одни сроки, одна ответственность. Нет необходимости дробить проект между несколькими поставщиками.
Серийное производство плюс ОКР-прототипы
Тысячи германиевых окон в месяц для производителей тепловизоров — и единичные нестандартные элементы для разработчиков новых приборов.
Замена импортных аналогов
Аналоги позиций Edmund Optics, Thorlabs, Laser Components — без изменения оптической схемы.
Заказать ИК-оптику по чертежу или ТЗ
Если вы ищете инфракрасные оптические компоненты, напишите нам на sales@alkor.net. Мы готовы предложить профессиональную консультацию и поддержку на каждом этапе сотрудничества. Укажите материал или диапазон, тип изделия, размеры, покрытие и количество.