Сульфид цинка ZnS: линзы, окна FLIR и мультиспектрального класса
Алкор Текнолоджиз производит оптику из сульфида цинка ZnS — линзы, плоскопараллельные окна, клинья — из CVD ZnS марки FLIR grade и мультиспектрального ZnS (MS grade, аналог Cleartran) на собственном производстве в Санкт-Петербурге.
Сульфид цинка ZnS (MS) — это химически инертный материал высокой чистоты, нерастворимый в воде, умеренной плотности, простой в обработке. Он широко используется для инфракрасных окон, линз и других инфракрасных оптических компонентов. ZnS — материал с хорошей однородностью и стабильностью показателя преломления, а также с хорошими характеристиками передачи изображения в диапазоне 8–12 мкм.
Укажите тип изделия, марку (FLIR/MS), размеры, покрытие и количество. КП в течение 24 часов.
Что мы изготавливаем
| Изделие | Размеры | Особенности |
|---|---|---|
| Линзы | Ø от 5 до 100 мм, фокусное расстояние по ТЗ | плосковыпуклые, двояковыпуклые, плосковогнутые, двояковогнутые, менисковые; FLIR и MS grade |
| Окна и плоскопараллельные пластины | Ø до 150 мм; прямоугольные и нестандартные форматы | FLIR grade — наружные защитные окна LWIR; MS grade — когда нужен ещё и видимый канал |
| Клинья | стандартный угол клина 30′, нестандартные по ТЗ | подавление паразитных интерференционных полос, юстировка пучка |
ZnS коротко
- 0,36–14 мкмграница пропускания 10% у MS grade (толщина 6 мм)
- n ≈ 2,2показатель преломления в диапазоне 8–12 мкм
- 250 по Кнупутвёрдость: вдвое выше, чем у ZnSe (120)
- Tср ≥ 91%на 8–12 мкм с прочным HD-покрытием и просветлением
FLIR grade и мультиспектральный ZnS: в чём разница
CVD-сульфид цинка производится методом химического осаждения из паровой фазы (Zn + H₂S при высокой температуре, осаждение на графитовые подложки). В зависимости от последующей обработки получаются две принципиально разные марки материала:
| Параметр | FLIR grade (Regular) | MS grade (Multispectral, Cleartran) |
|---|---|---|
| Обработка | сразу после CVD-осаждения, без дополнительной обработки | после CVD — горячее изостатическое прессование (HIP) |
| Внешний вид | жёлто-оранжевый оттенок, непрозрачен в видимом | прозрачен, как вода |
| Спектральный диапазон | особенно подходит для 7–12 мкм (LWIR) | от видимого до дальнего ИК |
| Типичное применение | наружные защитные окна и купола ИК-систем | мультиспектральные системы: одна апертура на несколько каналов |
| Цена | ниже | выше |
FLIR grade (Regular grade)
Материал сразу после CVD-осаждения. Поликристаллический ZnS с крупным зерном, оптимизированным на механическую прочность. Подходит для спектрального диапазона 7–12 мкм; типичное применение — внешние (наружные) окна ИК-оптических систем.
Когда выбирать:
- система работает только в LWIR (7–14 мкм, оптимально 8–12 мкм)
- визуальный контроль или юстировка по видимому каналу не требуются
- нужна максимальная механическая прочность и стойкость к дождевой эрозии за меньшую цену
- наружные защитные окна и купола ИК-систем — исторически основное назначение марки
MS grade (Multispectral, Cleartran)
Тот же CVD ZnS, но подвергнутый горячему изостатическому прессованию (HIP). Процесс удаляет гидриды цинка из кристаллической решётки, устраняет микропустоты и дефекты, в результате материал становится прозрачным как вода и приобретает однородность, близкую к монокристаллу, в диапазоне от видимого до дальнего ИК.
Когда выбирать:
- система должна работать одновременно в видимом и ИК-диапазонах (одна апертура для нескольких каналов)
- юстировка системы по видимому лазеру при ИК-работе (лазерный дальномер + тепловизионный канал)
- мультиспектральные системы наблюдения с одним защитным куполом на несколько каналов
Мультиспектральный CVD ZnS — единственный инфракрасный оптический материал, кроме алмаза, который охватывает видимый диапазон до длинноволнового инфракрасного (LWIR), и в настоящее время является самым важным материалом для окон LWIR. ZnS окна и линзы широко используются для тепловизионных систем с высоким разрешением.
Запросить цену на ZnS FLIR grade · Запросить цену на ZnS MS grade
Сульфид цинка ZnS мультиспектральный — спектр пропускания.
Пропускание MS grade. На 1064 нм не менее 70%; в диапазоне 3–5 мкм не менее 69%, причём кривая пропускания гладкая, без пиков поглощения; в диапазоне 8–10 мкм не менее 70%.
Продукция из ZnS
Линзы из ZnS
Производим все типы сферических линз из ZnS FLIR grade и MS grade: плосковыпуклые, двояковыпуклые, плосковогнутые, двояковогнутые, менисковые. Диаметр от 5 до 100 мм, фокусное расстояние по ТЗ. Линзы из ZnS применяются в ИК-объективах тепловизоров LWIR, в оптике FLIR-систем авиационного и морского базирования, в лазерных системах на длинах волн 2,8, 3,8 и 5,5 мкм.
Запросить цену на ZnS линзы · Все оптические линзы
Окна и плоскопараллельные пластины из ZnS
Плоскопараллельные окна диаметром до 150 мм, прямоугольные и нестандартные форматы по чертежу. FLIR grade — стандартный выбор для наружных защитных окон LWIR-систем; MS grade — там, где требуется дополнительно видимый канал. Преимущество перед германиевыми окнами — более высокая рабочая температура и стойкость к дождевой эрозии без DLC.
Запросить цену на ZnS окна · Все оптические окна
Клинья из ZnS
Клиновидные пластины для подавления паразитных интерференционных полос от параллельных поверхностей, а также для тонкой юстировки направления пучка в LWIR-системах. Стандартный угол клина 30′, нестандартные углы по ТЗ.
Запросить цену на ZnS клинья · Оптические клинья
Покрытия на оптику из ZnS
Без AR-покрытия ZnS теряет на отражение от двух поверхностей заметную часть потока (n ≈ 2,2 в диапазоне 8–12 мкм). Просветление критично для эффективности тепловизионных систем.
Производим ZnS окна и линзы с прочным HD покрытием с одной стороны и просветляющим AR покрытием с внутренней стороны на 8–12 мкм. Tср ≥ 91% на 8–12 мкм, Tср ≥ 83% на 8–14 мкм. HD покрытие прошло тесты по стандарту GB/T 26331-2010 на соляной туман и абразивное воздействие.
Возможность нанесения DLC покрытия на ZnS уточняйте у наших специалистов.
ZnS мультиспектральный с просветляющим покрытием.
Почему ZnS: ключевые достоинства
Термомеханическая прочность и твёрдость
Высокая термомеханическая прочность и твёрдость. При эксплуатации оптических компонентов, испытывающих аэродинамические нагрузки, важными характеристиками являются твёрдость, прочность и упругие свойства материала.
Химическая инертность
Химически инертный материал, нерастворимый в воде.
Прозрачность в видимой и ИК области
Кристаллический сульфид цинка прозрачен в видимой и ИК-области спектра (0,4–13,5 мкм).
Оптика из ZnS используется в лазерах, работающих в ИК-диапазоне на длинах волн 2,8, 3,8 и 5,5 мкм, в приборах формирования изображения для медицинской техники, в системах обнаружения и радиометрии, а также в различных устройствах высокоскоростных летательных аппаратов, поскольку сульфид цинка выдерживает большие аэродинамические нагрузки без существенной деградации оптических характеристик.
ZnS как защитный слой для ZnSe. Благодаря этим свойствам сульфид цинка ZnS используется и как элемент композиционного материала для покрытия оптики из селенида цинка, так как ZnSe — менее прочный и менее твёрдый материал.
Свойства ZnS
| Кристаллическая решётка | кубическая |
| Плотность (298 К) | 4,09 г/см³ |
| Твёрдость по Кнупу | 250 кг/мм² |
| Теплопроводность (298 К) | 16,7 Вт/(м·К) |
| Граница пропускания 10% (MS, толщина 6 мм) | 0,36–14 мкм |
| Показатель преломления | 2,2014 на 10,6 мкм |
Все физические свойства
| Температура плавления | 1820 °C (при 370 кПа) |
| Удельное сопротивление | ~10¹² Ом·см |
| Коэффициент термического расширения | 7,3×10⁻⁶ К⁻¹ при 273 К; 6,6×10⁻⁶ К⁻¹ при 373 К; 7,7×10⁻⁶ К⁻¹ при 473 К |
| Теплоёмкость (298 К) | 0,469 Дж/(г·К) |
| Модуль Юнга (E) | 74,5 ГПа |
| Объёмный модуль (K) | 40 ГПа |
| Предел упругости | 84 МПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,29 |
| Химическая чистота | 99,996% (4N6) |
Оптические свойства ZnS MS
| Длина волны | dn/dT (298–358 К), К⁻¹ | Коэффициент объёмного поглощения, см⁻¹ |
|---|---|---|
| 1,15 мкм | 4,6×10⁻⁵ | — |
| 1,3 мкм | — | 2,0×10⁻² |
| 2,7 мкм | — | 4,0×10⁻² |
| 3,39 мкм | 4,3×10⁻⁵ | — |
| 3,8 мкм | — | 2,0×10⁻² |
| 5,25 мкм | — | 4,0×10⁻² |
| 10,6 мкм | 4,1×10⁻⁵ | 2,0×10⁻¹ |
Показатель преломления ZnS по длинам волн
| λ, мкм | n | λ, мкм | n | λ, мкм | n |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,42 | 2,516 | 1 | 2,292 | 2 | 2,266 |
| 3 | 2,2586 | 5 | 2,2475 | 6 | 2,2407 |
| 7 | 2,2230 | 8 | 2,2241 | 9 | 2,2134 |
| 10,6 | 2,2014 | 11 | 2,187 | 12 | 2,1711 |
| 15 | 2,106 | 18,20 | 1,998 |
Заказать оптику из ZnS по чертежу
Пришлите чертёж или ТЗ на sales@alkor.net: тип изделия (окно/линза/купол), марка (FLIR/MS), размеры, AR-покрытие (диапазон), DLC, количество. При заказе обязательно укажите, нужна ли визуальная прозрачность — это определяет выбор марки. КП в течение 24 часов.