Industriella diamantfönsterämnen med optisk transmissivitet för IR-applikationer är kommersiellt tillgängliga. De tillämpliga våglängderna för nuvarande diamantoptiska fönsterkomponenter inkluderar i princip alla våglängder från röntgen, djupt ultraviolett till mikrovågsugn. Därför finns det en stor betydelse för utvecklingen av optiska fönster/kåpor som används i luftburna, missilburna och skeppsburna infraröda sök- och spårningssystem, nya vapen (som kraftmikrovapen och högenergilaservapen), dielektriska fönster för kärnreaktor ECRH och vandringsrör för terahertzband. Mer detaljerad produktinformation, se nedan:
1. Specifikationer för Diamond Windows
PAMP17032-DW
Ø2,5 mm x 0,5 mm, optical grade, double side polished: transmission rate>64% @ infrared light, and transmission rate is about 60%@ultraviolet and visible light;
Ø 4,0 mm x 1,0 mm, optical grade, double side polished;
PAM170417-DW
Ø6,0 mm x 1,0 mm Diamond window, optical clear material: transmission rate>65% @ infrared light, and transmission rate is about 50%@ultraviolet and visible light.
2. Egenskaper Jämförelse mellan typiskt infrarött fönstermaterial
| Fysikaliska egenskaper | Bandgapbredd (t.ex./eV) | Absorptionskoefficient (α) | Mikrohårdhet /(kg-mm-2) | Brytningsindex (n) | Termo-optisk koefficient (dn/dT/10-3K-1) | Värmeledningsförmåga (W-cm-1-K-1) | Termisk expansionskoefficient (α/10-6K-1) |
| Diamant | 5.48 | 0.1-0.3 | 8300 | 2.38 | 1.0 | 20-22 | 1.3 |
| Si | 1.11 | 0.35 | 1150 | 3.42 | 13 | 1.63 | 2.56 |
| GaAs | 1.42 | 0.01 | 721 | 3.28 | 15 | 0.55 | 5.9 |
| Ge | 0.664 | 0.02 | 780 | 4.00 | 40 | 0.59 | 5.9 |
| Al2O3 | 9.9 | – | 190 | 1.63 | 1.3 | 0.35 | 5.8 |
| ZnSe | 2.7 | 0.005 | 137 | 2.40 | 6.4 | 0.19 | 7.6 |
| ZnS | 3.9 | 0.2 | 230 | 2.19 | 4.1 | 0.27 | 7.9 |
Efter jämförelse kan det konstateras att andra infraröda material utom diamant har en kompromiss mellan transmittans och mekanisk hållfasthet. Till exempel, som ett fönstermaterial för långvågsinfraröd, är zinksulfid för närvarande det mest använda infraröda optiska fönstermaterialet i bandet 8-12 μm, men zinksulfid har en mjuk konsistens och dåliga mekaniska egenskaper, och det är svårt att tål tuffa miljöer. Däremot har diamant -IR -fönster goda mekaniska egenskaper, kemisk stabilitet och god optisk permeabilitet i det infraröda bandet.
Dessutom har diamant förlusttangent @140GHz <10-5, dielektrisk konstant 5,7 och dielektrisk styrka 10 000 KV/cm, så att rätt diamantfönsterfilm kan mata ut 2 MW utan kylanordning. De mekaniska, termiska och optiska egenskaperna gör diamantmaterial med den minsta fototermiska snedvridningen och det mest idealiska fönstermaterialet
3. Om ultratunna fristående diamantfönster
Diamantoptiska fönsterrelaterade komponenter framställs genom mikrovågsplasma kemisk ångavsättningsprocess, varm tråd kemisk ångavsättningsprocess, DC båge plasma jet kemisk ångavsättningsprocess och andra syntetiska metoder. De har olika geometriska strukturer och kan användas under extrema förhållanden. Ta till exempel diamantfönstret av optisk kvalitet polykristallint kemiskt ångavsättning (CVD):
CVD -diamantfönster produceras genom kemisk ångavsättning. Efter dubbelsidig polering är färgen transparent. Den normala storleksdiametern kan nå mer än 100 mm och tjockleken på 1 mm, och ljustransmittansen kan nå mer än 60%. Bland alla infraröda optiska material, CVD diamantfilm är det enda materialet som kombinerar ljustransmittans, termisk chock och hög hållbarhet mot regndroppar och fasta partiklar och kemisk korrosion. Ännu viktigare är att diamantens extremt låga termiska expansionskoefficient och höga värmeledningsförmåga gör att diamanten har utmärkt termisk vibrationsresistens och bibehåller god optisk prestanda i högtemperaturmiljöer, vilket gör diamant nära infrarött antireflekterande filterfönster till det bästa infraröda optiska fönstermaterialet för service i tuffa miljöer.
Optisk kvalitet CVD diamantfönsteröverföring visas i följande diagram:
Transmittans av optisk kvalitet CVD -diamant, 1 mm tjock
Transmittans av optisk kvalitet CVD -diamant, 0,4 mm tjock
Optiskt kvalitetspolykristallint CVD -diamantfönster kan appliceras i infrarött, kortvågigt UV, högeffekts mikrovågsenhet, CO2 laserutgångsfönster och utgångskopplare. Och genomskinligheten kan förbättras genom att belägga anti-böjning på komponenten.
För mer information, kontakta oss via e-post på victorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.