ZnSe оптика: линзы, окна и ATR-призмы из CVD селенида цинка
Алкор Текнолоджиз производит ZnSe линзы, ZnSe окна и защитные стёкла, ATR/МНПВО призмы и светоделители из CVD-ZnSe под заказ по чертежам заказчика на собственном производстве в Санкт-Петербурге.
Широкий спектральный диапазон делает CVD-ZnSe незаменимым материалом для оптики CO₂-лазеров, тепловизионных систем, ИК-спектрометров и газоанализаторов. AR-покрытие на 10,6 мкм, 8–12 мкм, 2–13 мкм и другие диапазоны. Стандартные и нестандартные размеры, от 1 штуки. КП в течение 24 часов.
Присылайте чертежи или спецификацию с указанием количества деталей. Наши специалисты помогут подобрать оптимальное решение для вашей задачи.
Что мы изготавливаем
| Изделие | Размеры и формы | Особенности |
|---|---|---|
| Окна и защитные стёкла | круглые, прямоугольные, шестигранные — под ваш тип лазерной головки | AR-покрытие на 10,6 мкм |
| Окна кювет для FTIR | все стандартные типоразмеры; востребованные 32×3 мм (с отверстиями и без) и 13×2 мм | под ThermoFisher, Agilent, PerkinElmer, Pike, Shimadzu |
| Линзы для CO₂-лазеров | плосковыпуклые и менисковые, широкий диапазон диаметров и фокусных расстояний | AR-покрытие, расходные компоненты под любую лазерную головку |
| ATR/МНПВО призмы | трапеции, параллелограммы, стержни, полусферы | от 4 до 45 отражений в зависимости от геометрии |
| Светоделители FTIR | стандартные и под нестандартные схемы | диапазон 2–12 мкм |
ZnSe коротко
- 0,6–14 мкмспектральный диапазон CVD-ZnSe
- 0,0005 см⁻¹поглощение на 10,6 мкм — наименьшее среди ИК-материалов
- n ≈ 2,4показатель преломления на 10,6 мкм
- до 150 °Cпредельная температура с AR-покрытием
Оптика из селенида цинка ZnSe.
Каталоги стандартных изделий
Продукция из ZnSe
ZnSe окна и защитные стёкла
Защитное стекло устанавливается перед фокусирующей линзой и защищает её от брызг расплавленного металла, продуктов горения и загрязнений. Это расходный материал: стекло можно заменить быстро и дёшево, тогда как замена линзы существенно дороже.
Изготавливаем защитные стёкла из ZnSe с AR-покрытием на 10,6 мкм в стандартных и нестандартных размерах: круглые, прямоугольные, шестигранные — под ваш тип лазерной головки.
Запросить цену на ZnSe окна и защитные стёкла · Каталог стандартных ZnSe окон
ZnSe окна для ИК-спектрометров и кювет
ZnSe — стандартный материал для окон кювет в ИК-спектрометрии. Диапазон пропускания 0,6–14 мкм входит в рабочий диапазон большинства FTIR-спектрометров.
Производим все стандартные типоразмеры окон кювет для спектрометров: ThermoFisher Scientific, Agilent, PerkinElmer, Pike, Shimadzu и других. Самые востребованные размеры: ZnSe 32×3 мм (с отверстиями и без), ZnSe 13×2 мм. Изготавливаем любые нестандартные размеры по чертежу или образцу.
Запросить цену на ZnSe окна кювет
ZnSe линзы для CO₂-лазеров
Фокусирующая линза — ключевой расходный элемент лазерного станка. Она принимает излучение от лазерной трубки, сжимает его до точки и направляет на обрабатываемую поверхность. Качество линзы напрямую определяет качество реза и срок службы оборудования.
Плосковыпуклые линзы
Традиционный тип для лазерных станков. Плоская поверхность направлена к источнику излучения, выпуклая — к материалу. Доступны в широком диапазоне диаметров и фокусных расстояний.
Менисковые линзы (выпукло-вогнутые)
Оптимизированы для уменьшения сферической аберрации при больших диаметрах и высокой плотности мощности. Для приложений, требующих больших размеров луча и плотности мощности, менисковые линзы из ZnSe более идеальны с точки зрения более низких сферических аберраций.
Запросить цену на ZnSe линзы · Каталог плоско-выпуклых линз · Каталог менисковых линз
ATR/МНПВО призмы из ZnSe
ATR (Attenuated Total Reflectance, НПВО — нарушенное полное внутреннее отражение) — метод ИК-спектроскопии, при котором луч не проходит сквозь образец, а эванесцентная волна проникает в него на несколько микрометров при каждом внутреннем отражении. Это позволяет анализировать непрозрачные, вязкие и порошкообразные образцы без пробоподготовки.
ZnSe — наиболее популярный материал для ATR-кристаллов в FTIR-приставках. ZnSe подходит для общего применения, идеален для анализа порошкообразных, пастообразных, твёрдых и жидких образцов. Высокий показатель преломления (n ≈ 2,4 на 10,6 мкм) обеспечивает эффективное внутреннее отражение и глубокое проникновение эванесцентной волны в образец.
ATR-элементы выпускаются различных геометрических форм: трапеции (трапециевидные призмы), параллелограммы, стержни и полусферы. Для МНПВО-схем (многократного нарушенного полного внутреннего отражения) применяются трапециевидные призмы — луч входит через торец под углом Брюстера, многократно отражается от рабочей поверхности и выходит через противоположный торец. Количество отражений от 4 до 45 в зависимости от геометрии.
ATR призмы из ZnSe.
Запросить цену на ZnSe ATR-призмы · Каталог ATR-призм из ZnSe
ZnSe светоделители для FTIR-спектрометров
ZnSe-светоделители применяются в FTIR-спектрометрах, работающих в диапазоне 2–12 мкм. Широкополосные ZnSe-светоделители — стандартный компонент большинства FTIR-систем среднего ИК-диапазона. Изготавливаем как стандартные светоделители для замены в серийных спектрометрах, так и специальные под нестандартные оптические схемы.
Запросить цену на ZnSe светоделители · Все светоделители
Покрытия для ZnSe оптики
Непокрытый ZnSe с показателем преломления ~2,4 теряет около 29% излучения на отражение с двух поверхностей на длине волны 10,6 мкм. AR-покрытие снижает суммарные потери до 1–2% и существенно повышает эффективность лазерной системы.
Мы наносим следующие типы AR-покрытий на ZnSe:
| Покрытие | Диапазон | Применение |
|---|---|---|
| AR @ 10,6 мкм | узкополосное | CO₂-лазеры, оптимальное для 10,6 мкм |
| AR @ 8–12 мкм | широкополосное | тепловизоры LWIR, термография |
| AR @ 2–13 мкм | широкополосное | FTIR-спектрометры, широкополосные системы |
| AR @ 3–5 мкм | MWIR | тепловизоры, газовые сенсоры |
Просветляющее покрытие на ZnSe AR/AR @ 2–13 мкм.
CVD-ZnSe: почему этот материал выбирают для ИК-оптики
Селенид цинка (ZnSe) — поликристаллический материал, выращиваемый методом химического осаждения из газовой фазы (CVD). Материал характеризуется однородной структурой, высоким пропусканием в ИК-области и низкими внутренними потерями, связанными с поглощением и рассеянием. Именно эти свойства делают CVD-ZnSe стандартным материалом для оптики CO₂-лазеров.
Три ключевых преимущества, которые определяют выбор ZnSe перед конкурирующими ИК-материалами:
Наименьшее поглощение на 10,6 мкм
Коэффициент поглощения ZnSe на длине волны CO₂-лазера (10,6 мкм) составляет 0,0005 см⁻¹ — это наименьшее значение среди всех распространённых ИК-прозрачных материалов. Меньше поглощение — меньше нагрев оптики под лазерной нагрузкой — дольше ресурс и стабильнее качество реза.
Термостабильность выше, чем у германия
При 100 °C у оптического германия поглощение резко растёт, а в ZnSe при этой температуре не наблюдается заметного поглощения. Это принципиально важно при работе с мощными CO₂-лазерами, где оптика испытывает значительный тепловой нагрев.
Юстировка по видимому излучению
ZnSe прозрачен в видимом диапазоне (от 0,6 мкм) — оптика имеет характерный жёлто-оранжевый цвет. Следствием оптической прозрачности в видимом диапазоне является возможность юстировки оптики по красному лазеру. Это существенно упрощает настройку оптических систем по сравнению с германием, который в видимом диапазоне непрозрачен.
Селенид цинка ZnSe: спектр пропускания.
Области применения ZnSe оптики
CO₂-лазерные станки резки и гравировки — ZnSe линзы и защитные стёкла. Стандартный выбор для газовых лазеров мощностью от 20 Вт до 2 кВт. Линзы 1,5–4 дюйма, диаметры 12–25 мм. Расходные компоненты под любой тип лазерной головки.
FTIR-спектроскопия — окна кювет, ATR/МНПВО призмы, светоделители. Замена израсходованных или повреждённых кристаллов для приставок Bruker, ThermoFisher, Pike, PerkinElmer. Нестандартные элементы под специальные задачи.
Тепловизоры и FLIR-системы (LWIR) — окна и линзы с AR-покрытием 8–12 мкм. ZnSe обеспечивает более широкий рабочий диапазон, чем германий, сохраняя прозрачность при повышенных температурах.
Газоанализаторы и ИК-сенсоры — окна из ZnSe с AR-покрытием в диапазонах характеристических полос поглощения CO₂, CH₄, CO, углеводородов. ZnSe применяется там, где требуется широкий ИК-диапазон при одновременной устойчивости к умеренным температурам.
Пирометры и системы бесконтактного контроля температуры — линзы и окна для работы в диапазоне 3–5 мкм и 8–14 мкм. ZnSe предпочтительнее Ge при повышенных рабочих температурах.
Особенности работы с ZnSe оптикой
ZnSe — относительно мягкий материал (твёрдость по Кнупу 120 кг/мм²). Для сохранения ресурса оптики необходимо соблюдать несколько правил:
Обращение
Не касаться полированных поверхностей пальцами — жировые следы снижают пропускание и могут вызвать локальный перегрев под лазером. Использовать перчатки или резиновые напальчники при установке и замене.
Очистка
Протирать изопропанолом или ацетоном с чистой хлопковой или бязевой тканью — строго в одном направлении, без кругового движения. Никакого абразивного воздействия.
Установка в головку
Затягивать фиксирующее кольцо аккуратно — избыточное усилие вызывает механические напряжения и растрескивание.
Своевременная замена
Не эксплуатировать загрязнённую или повреждённую линзу — нагрев загрязнений под воздействием лазера разрушает AR-покрытие и саму подложку. При потемнении или появлении пятен — немедленная замена.
Физические и оптические свойства ZnSe
| Диапазон пропускания | 0,6–14 мкм |
| Показатель преломления | 2,4028 на 10,6 мкм |
| Потери на отражение | 29,1% на 10,6 мкм (две поверхности) |
| dn/dT (10,6 мкм, 298–358 К) | 6,1×10⁻⁵ К⁻¹ |
| Плотность (300 К) | 5,27 г/см³ |
| Твёрдость по Кнупу (индентор 50 г) | 120 кг/мм² |
Все свойства
| Температура плавления | 1798 К |
| Теплопроводность (298 К) | 18,0 Вт/(м·К) |
| Коэффициент теплового расширения | 7,1×10⁻⁶ К⁻¹ при 273 К; 7,8×10⁻⁶ К⁻¹ при 373 К; 8,3×10⁻⁶ К⁻¹ при 473 К |
| Теплоёмкость (298 К) | 0,339 Дж/(г·К) |
| Твёрдость по Виккерсу (индентор 1 кг) | 112 кг/мм² |
| Модуль Юнга (E) | 67,2 ГПа |
| Объёмный модуль (K) | 40 ГПа |
| Предел упругости | 55,1 МПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,28 |
| Растворимость | нерастворим в воде; растворим в кислотах |
| Удельное сопротивление | 10¹² Ом·см |
| Нижняя граница остаточного отражения | 45,7 мкм |
| Неоднородность показателя преломления (dn/n) на 0,633 мкм | не более 3×10⁻⁵ |
Показатель преломления ZnSe по длинам волн
| λ, мкм | n | λ, мкм | n | λ, мкм | n |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,54 | 2,6754 | 0,58 | 2,6312 | 0,62 | 2,5994 |
| 0,66 | 2,5755 | 0,7 | 2,5568 | 0,74 | 2,5418 |
| 0,78 | 2,5295 | 0,82 | 2,5193 | 0,86 | 2,5107 |
| 0,90 | 2,5034 | 0,94 | 2,4971 | 0,98 | 2,4916 |
| 1,0 | 2,4892 | 1,4 | 2,4609 | 1,8 | 2,4496 |
| 2,2 | 2,4437 | 2,6 | 2,4401 | 3,0 | 2,4376 |
| 3,4 | 2,4356 | 3,8 | 2,4339 | 4,2 | 2,4324 |
| 4,6 | 2,4309 | 5,0 | 2,4295 | 5,4 | 2,4281 |
| 5,8 | 2,4266 | 6,2 | 2,4251 | 6,6 | 2,4235 |
| 7,0 | 2,4218 | 7,4 | 2,4201 | 7,8 | 2,4183 |
| 8,2 | 2,4163 | 8,6 | 2,4143 | 9,0 | 2,4122 |
| 9,4 | 2,4100 | 9,8 | 2,4077 | 10,2 | 2,4053 |
| 10,6 | 2,4028 | 11,0 | 2,4001 | 11,4 | 2,3974 |
| 11,8 | 2,3945 | 12,2 | 2,3915 | 12,6 | 2,3883 |
| 13,0 | 2,3850 | 13,4 | 2,3816 | 13,8 | 2,3781 |
| 14,2 | 2,3744 | 14,6 | 2,3705 | 15,0 | 2,3665 |
| 15,4 | 2,3623 | 15,8 | 2,3579 | 16,2 | 2,3534 |
| 16,6 | 2,3487 | 17,0 | 2,3438 | 17,4 | 2,3387 |
| 17,8 | 2,3333 | 18,2 | 2,3278 |
Заказать ZnSe оптику по чертежу или образцу
Пришлите чертёж или техническое задание на sales@alkor.net: укажите форму и размеры, тип покрытия (или рабочую длину волны) и количество. Специалисты подберут оптимальную подложку и покрытие. Коммерческое предложение в течение 24 часов.