Кварцевое стекло JGS-1, JGS-2, JGS-3. Линзы, защитные стекла, окна.

Три марки JGS: в чём принципиальная разница

Все три марки — аморфный диоксид кремния SiO₂, химически и структурно близкие. Принципиальная разница — в содержании ОН-групп (гидроксильных групп воды) и методе производства. ОН-группы определяют два ключевых параметра: прозрачность в УФ-диапазоне и наличие полосы поглощения воды при 2.7 мкм.

Высокое содержание ОН (JGS-1, ~1200 ppm) → отличное УФ-пропускание от 185 нм, но сильное поглощение при 2.7 мкм. Синтетическое производство методом CVD из SiCl₄ — минимальные примеси металлов, нет флуоресценции.

Среднее содержание ОН (JGS-2, ~150 ppm) → УФ-работа от 260 нм, умеренное поглощение при 2.7 мкм. Природный кристаллический кварц, плавка в водородно-кислородном пламени. Имеет флуоресценцию при облучении 254 нм.

Минимальное содержание ОН (JGS-3, <5 ppm) → поглощение воды при 2.7 мкм практически отсутствует → прозрачность в диапазоне 2.5–3.5 мкм. Электроплавление природного кварца. Может содержать мелкие пузыри. Имеет флуоресценцию.

Три марки JGS: как выбрать

Оптическое кварцевое стекло JGS-1, JGS-2, JGS-3 предназначено для производства оптических деталей работающих в диапазоне 0.185-3.5мкм. В зависимости от области спектрального пропускания предлагаются следующие марки кварцевого стекла:

Стекло кварцевое JGS-1.

JGS-1 — синтетическое кварцевое стекло высшего оптического класса. Высокое содержание OH (~1200 ppm) обеспечивает максимальное пропускание JGS-1 в УФ-диапазоне от 185 нм без полос поглощения в области 170–250 нм. Нет флуоресценции при возбуждении 254 нм — это критически важно для флуоресцентной микроскопии, где фоновая флуоресценция подложки маскирует сигнал от образца.

Стекло кварцевое GS-1 практически не содержит пузырей и включений, идеально для УФ-оптики, лазерной оптики и микроскопии.

Применение кварцевого стекла JGS-1:

— лазерная оптика — защитные стёкла и линзы JGS-1 для волоконных, Nd:YAG, эксимерных лазеров; нет флуоресценции под интенсивным лазерным возбуждением

— УФ-спектроскопия — линзы конденсоров и окна кювет для спектрофотометров в диапазоне 185–300 нм — флуоресцентная микроскопия — покровные стёкла, предметные стёкла, иммерсионные окна для флуоресцентных микроскопов (ноль собственной флуоресценции = чистый сигнал от образца)

— фотолитография — проекционные линзы и маски для УФ-экспонирования (ArF 193 нм, KrF 248 нм)

— аналитические приборы — монохроматорные призмы, дифракционные решётки, окна ГХ/ВЭЖХ-детекторов с УФ-детекцией

Ограничение: сильное поглощение при ~2.7 мкм (полоса ОН). Для задач с длиной волны 2.5–3.5 мкм нужен JGS-3.

Ближайшими аналогами кварцевого стекла JGS-1 являются стекла марок Corning HPFS 7980, КУ-1.

Производство кварцевых линз, кварцевых окон, защитных стекол для лазеров из стекла JGS-1. Минимальная партия 3-5 штук.

Спектр пропускания кварцевого стекла JGS-1.

Стекло кварцевое оптическое JGS-2

Стекло кварцевое JGS-2 производится из природного кристаллического кварца плавкой в водородно-кислородном пламени. JGS-2 подходит для УФ-применений, не требующих сверхвысокой пропускаемости. Часто используется для УФ-отверждения и дезинфекции. Диапазон работы — от 260 нм. В отличие от JGS-1, кварцевое стекло JGS-2 имеет флуоресценцию при 254 нм — не подходит для флуоресцентной микроскопии, но это несущественно для большинства промышленных применений.

Главное преимущество JGS-2 перед JGS-1 — более низкая стоимость при сохранении всех термических и механических свойств кварцевого стекла. Именно поэтому кварцевое стекло JGS-2 стало стандартным материалом для смотровых стёкол и иллюминаторов. Максимальная температура эксплуатации кварцевых стёкол превышает 950°C, и благодаря очень низкому коэффициенту теплового расширения кварцевые стёкла могут быть быстро нагреты и охлаждены практически без риска необратимого разрушения из-за термоудара.

Применение кварцевого стекла JGS-2:

— смотровые стёкла (иллюминаторы) для печей, реакторов, автоклавов — рабочая температура до 950°C, устойчивость к термоударам

— промышленные вакуумные камеры — смотровые окна для визуального контроля процессов при высоких температурах

— УФ-отверждение и стерилизация — защитные окна ламп УФ-отверждения ПК-покрытий, дезинфекционных установок

— ксеноновые и ртутные лампы — оболочки и защитные кожухи источников излучения

— химически стойкие смотровые порты — устойчивость к большинству кислот (кроме HF) и слабым щелочам

Производим из кварцевого стекла JGS-2 кварцевые линзы, окна, а также кварцевые смотровые стёкла, иллюминаторы.

Ближайшим аналогом JGS-2 является стекло марки КВ.

Спектр пропускания кварцевого стекла JGS-2.

Стекло кварцевое оптическое JGS-3

Кварцевое стекло JGS-3 — уникальная марка для задач в среднем ИК. Основное преимущество кварцевого стекла JGS-3 — работа в диапазоне 2.7–3.5 мкм, где УФ-марки кварцевого стекла уже не работают. Разница между JGS-1/JGS-2 и JGS-3 в этом диапазоне принципиальна. В области ~2.7 мкм расположена полоса поглощения ОН-групп воды — одна из самых интенсивных молекулярных полос. JGS-1 и JGS-2 с высоким содержанием ОН полностью непрозрачны в этом диапазоне. JGS-3 производится методом электроплавления с использованием кристаллического кварца или высокочистого кварцевого песка. Он содержит мало OH, что обеспечивает высокое ИК-пропускание.

Ближайшими аналогами кварцевого стекла JGS-3 являются стекла марок: Corning 7979, КИ.

Применение кварцевого стекла JGS-3:

— лазерная оптика для Er:YAG (2.94 мкм) — медицинские лазеры дерматологии и стоматологии, единственный доступный кварцевый материал для этой длины волны

— газовый анализ по полосе поглощения воды — метрологические системы с диодными лазерами на 2.7 мкм (H₂O, CO₂, CH₄)

— тепловизионные линзы MWIR — фокусирующие и коллимирующие линзы для систем в диапазоне 2.5–4 мкм

— ИК-спектроскопия — окна и линзы FTIR-приставок в области 2.5–3.5 мкм, недоступной для стандартных кварцевых марок

— смотровые стёкла для ИК-диагностики — промышленные иллюминаторы для пирометрического наблюдения в диапазоне 2.5–3.5 мкм

Особенность кварцевого стекла JGS-3: может содержать мелкие пузыри и полосы в стекломассе. Это допустимо для большинства промышленных применений, но требует проверки при критичных задачах с высокой плотностью мощности.

Спектр пропускания кварцевого стекла JGS-3.

Сравнение кварцевого стекла JGS-1, JGS-2, JGS-3

Различающиеся свойства

Параметр	JGS1	JGS2	JGS3
Максимальный диаметр	< Ø300мм	< Ø300мм	< Ø200мм
Диапазон пропускания (Tср>90%)	0.185 ~ 2.10μm (Tср>90%)	0.26 ~ 2.10μm (Tср>85%)	0.25 ~ 3.50μm (Tср>85%)
Содержание OH-	1500 ppm	150 ppm	5 ppm
Флуоресценция (λ=254нм)	Практически отсутствует	Сильная (v-b)	Сильная (V-B)
Содержание примесей	5 ppm	20–40 ppm	40–50 ppm
Двулучепреломление	2–4 нм/см	4–6 нм/см	4–10 нм/см
Метод плавления	Синтетический CVD	Плавление водородно-кислородным пламенем	Электроплавление
Применение	Лазерная подложка, окно, линза, призма, зеркало	смотровые окна для высоких температур	для ИК спектра

Продукция из JGS-1, JGS-2, JGS-3

Линзы из кварцевого стекла JGS

Производим все типы сферических линз: плосковыпуклые, двояковыпуклые, плосковогнутые, менисковые, цилиндрические. Диаметр от 5 до 100 мм. Аналоги линз по каталогам Edmund Optics, Thorlabs, Laser Components. Копии линз по вашему образцу.

Стандартные AR-покрытия:

— 400–700 нм — видимый диапазон (видеонаблюдение, машинное зрение)

— 532 нм — лазеры Nd:YAG 2-я гармоника

— 905 нм — лидары

— 1064 нм — Nd:YAG, волоконные лазеры

— 1550 нм — телеком, лидары класса eye-safe

Защитные стёкла для лазеров

Защитные стёкла — наиболее массовый продукт для лазерных головок волоконных и Nd:YAG лазеров. JGS-1 — стандарт для лазерной оптики: нет флуоресценции, минимальное поглощение на 1064 нм. С AR/AR-покрытием на 900–1100 нм остаточное отражение <0.2%.

Оптические окна и плоскопараллельные пластины

Плоскопараллельные пластины диаметром до 300 мм (JGS-1/JGS-2) и до 200 мм (JGS-3). Круглые, прямоугольные, нестандартные форматы.

Высокоточное исполнение: S/D до 20/10, плоскостность N = 0.5, параллелизм до 10 угловых секунд — для интерференционных и спектроскопических применений.

Смотровые стёкла (иллюминаторы) из JGS-2

Плоскопараллельные и клиновидные пластины для промышленных смотровых портов. JGS-2 — оптимальный выбор: доступнее JGS-1 при тех же термических свойствах. Рабочая температура до 950°C, КТР = 5.5×10⁻⁷ /K — минимальный тепловой удар.

Почему Алкор Текнолоджиз

JGS и отечественный КУ-1/КВ/КИ — оба варианта у одного производителя. Если нужна сертификация по ГОСТ или документация на российское стекло — делаем из КУ-1/КВ/КИ. Если важна цена без специальных требований — JGS-серия. Один поставщик, одна технология, одно качество.

Серийный выпуск с минимальной партией от 3–5 штук. Прототипы для разработчиков и серии для производителей оборудования — одинаковый процесс, одинаковые стандарты качества.

Аналоги по каталогам Edmund Optics, Thorlabs. Если система спроектирована под импортные типоразмеры — изготавливаем точные аналоги без перерасчёта оптической схемы.

AR-покрытия на все стандартные лазерные длины волн. 532, 1064, 1550 нм и другие — в рамках одного заказа с изготовлением детали.

Заказать оптику из JGS-1, JGS-2 или JGS-3

Пришлите чертёж или ТЗ на sales@alkor.net: тип изделия, марка JGS (или рабочий диапазон), размеры, покрытие, количество. Специалисты помогут выбрать марку и подготовят КП в кратчайшие сроки.

Общие свойства

Плотность	2.20 г/см³
Постоянная Аббе	67.6
Показатель преломления (nd) при 588нм	1.4586

Показатель преломления в зависимости от длины волны

Длина волны (μm)	Показатель преломления (n)	Длина волны (μm)	Показатель преломления (n)
0.200	1.55051	1.000	1.45042
0.220	1.52845	1.064	1.44962
0.250	1.50745	1.100	1.44920
0.300	1.48779	1.200	1.44805
0.320	1.48274	1.300	1.44692
0.360	1.47529	1.500	1.44462
0.400	1.47012	1.600	1.44342
0.450	1.46557	1.700	1.44217
0.488	1.46302	1.800	1.44087
0.500	1.46233	1.900	1.43951
0.550	1.46008	2.000	1.43809
0.588	1.45860	2.200	1.43569
0.600	1.45804	2.400	1.43163
0.633	1.45702	2.600	1.42789
0.650	1.45653	2.800	1.42377
0.700	1.45529	3.000	1.41925
0.750	1.45424	3.200	1.41427
0.800	1.45322	3.370	1.40990
0.850	1.45250	3.507	1.40566
0.900	1.45175	3.707	1.39936

Высокоточная оптика из кварцевого стекла: Изготовление кварцевых окон из кварцевого стекла диаметром до 150мм с чистотой поверхности до P III, плоскостностью до N=0.5 и параллелизмом до 10 угловых секунд.