Fenêtres optiques en saphir de forme personnalisée Composants en saphir avec polissage de précision

Brève description :

Les fenêtres optiques en saphir de forme personnalisée représentent le summum de l'ingénierie optique de précision. Elles utilisent de l'Al₂O₃ monocristallin de Czochralski avec une orientation cristallographique contrôlée (généralement axe C ou axe A) pour optimiser les performances pour des applications spécifiques. Notre procédé exclusif de croissance cristalline produit un matériau présentant une homogénéité exceptionnelle (variation de l'indice de réfraction < 5 × 10⁻⁶) et un minimum d'inclusions (< 0,01 ppm), garantissant des performances optiques constantes sur tous les lots de production. Les fenêtres conservent une stabilité environnementale remarquable, avec un CTE de 5,3 × 10⁻⁶/K parallèlement à l'axe C, permettant une intégration transparente dans des assemblages multi-matériaux soumis à des cycles thermiques. Nos techniques de polissage avancées permettent d'obtenir une rugosité de surface inférieure à 0,5 nm RMS, essentielle pour les applications laser haute puissance où les défauts de surface peuvent endommager les matériaux.

En tant que fabricant intégré verticalement, XKH fournit des solutions complètes allant de la synthèse des matériaux à l'inspection finale :

Support de conception : Notre équipe d'ingénierie propose une analyse DFM (Design for Manufacturing) à l'aide de simulations Zemax et COMSOL pour optimiser la géométrie des fenêtres en fonction d'exigences optiques/mécaniques spécifiques.

Services de prototypage : Délai d'exécution rapide (< 72 heures) pour la validation du concept grâce à nos capacités internes de meulage CNC et de polissage MRF

Options de revêtement : Revêtements AR personnalisés avec une durabilité dépassant les normes MIL-C-675C, notamment :

Large bande (400-1100 nm) < 0,5 % de réflectivité

Optimisé VUV (193 nm) avec une transmission > 92 %

Revêtements conducteurs ITO (100-1000Ω/sq) pour le blindage EMI

Assurance qualité : Suite métrologique complète comprenant :

Interféromètres laser 4D PhaseCam pour la vérification de la planéité λ/20

Spectroscopie FTIR pour la cartographie de la transmission spectrale

Systèmes d'inspection automatisés pour un dépistage à 100 % des défauts de surface

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Caractéristiques

Paramètres techniques

Fenêtre en saphir
Dimension	8-400 mm
Tolérance dimensionnelle	+0/-0,05 mm
Qualité de surface (rayure et creusage)	40/20
Précision de surface	λ/10per@633nm
Ouverture claire	＞85%, > 90%
Tolérance au parallélisme	±2''-±3''
Biseau	0,1-0,3 mm
Revêtement	AR/AF/sur demande du client

Caractéristiques principales

1. Supériorité matérielle

Propriétés thermiques améliorées : conductivité thermique de 35 W/m·K (à 100 °C) et faible coefficient de dilatation thermique (5,3 × 10⁻⁶/K) qui prévient la distorsion optique lors de variations rapides de température. Le matériau conserve son intégrité structurelle même lors de transitions thermiques de 1 000 °C à la température ambiante en quelques secondes.

· Stabilité chimique : Ne présente aucune dégradation lorsqu'il est exposé à des acides concentrés (HF exclu) et à des alcalis (pH 1-14) pendant des périodes prolongées, ce qui le rend idéal pour les équipements de traitement chimique.

· Raffinement optique : grâce à la croissance cristalline avancée de l'axe C, atteint > 85 % de transmission dans le spectre visible (400-700 nm) avec des pertes de diffusion inférieures à 0,1 %/cm.
· Le polissage hyper-hémisphérique en option réduit les réflexions de surface à < 0,2 % par surface à 1064 nm.

2. Capacités d'ingénierie de précision

· Contrôle de surface à l'échelle nanométrique : l'utilisation de la finition magnétorhéologique (MRF) permet d'obtenir une rugosité de surface < 0,3 nm Ra, essentielle pour les applications laser haute puissance où le LIDT dépasse 10 J/cm² à 1064 nm, impulsions de 10 ns.

· Fabrication de géométrie complexe : intègre l'usinage par ultrasons à 5 axes pour la création de canaux microfluidiques (tolérance de largeur de 50 μm) et d'éléments optiques diffractifs (DOE) avec une résolution de caractéristiques < 100 nm.

· Intégration de la métrologie : combine l'interférométrie à lumière blanche et la microscopie à force atomique (AFM) pour la caractérisation de surface 3D, garantissant une précision de forme < 100 nm PV sur des substrats de 200 mm.

Applications principales

1. Amélioration des systèmes de défense

· Dômes de véhicules hypersoniques : conçus pour résister à des charges aérothermiques de Mach 5+ tout en maintenant la transmission MWIR pour les têtes chercheuses. Des joints de bord nanocomposites spéciaux empêchent le délaminage sous des vibrations de 15 G.

· Plateformes de détection quantique : les versions à très faible biréfringence (< 5 nm/cm) permettent une magnétométrie de précision dans les systèmes de détection sous-marins.

2. Innovation des procédés industriels

· Lithographie UV extrême à semi-conducteurs : les fenêtres polies de grade AA avec une rugosité de surface < 0,01 nm minimisent les pertes de diffusion EUV (13,5 nm) dans les systèmes pas à pas.

· Surveillance des réacteurs nucléaires : les variantes transparentes aux neutrons (Al₂O₃ purifié isotopiquement) assurent une surveillance visuelle en temps réel dans les cœurs des réacteurs de génération IV.

3. Intégration des technologies émergentes

· Communications optiques spatiales : les versions renforcées aux radiations (après une exposition gamma de 1 Mrad) maintiennent une transmission > 80 % pour les liaisons laser croisées des satellites LEO.

· Interfaces biophotoniques : les traitements de surface bio-inertes permettent des fenêtres de spectroscopie Raman implantables pour une surveillance continue du glucose.

4. Systèmes énergétiques avancés

· Diagnostics des réacteurs de fusion : les revêtements conducteurs multicouches (ITO-AlN) assurent à la fois la visualisation du plasma et le blindage EMI dans les installations tokamak.

· Infrastructure hydrogène : les versions de qualité cryogénique (testées à 20 000) empêchent la fragilisation par l'hydrogène dans les hublots de stockage de H₂ liquide.

Services et capacités d'approvisionnement de XKH

1. Services de fabrication sur mesure

· Personnalisation basée sur le dessin : prend en charge les conceptions non standard (dimensions de 1 mm à 300 mm), livraison rapide en 20 jours et premier prototypage en 4 semaines.

· Solutions de revêtement : revêtements antireflet (AR), antisalissure (AF) et spécifiques à la longueur d'onde (UV/IR) pour minimiser les pertes par réflexion.

· Polissage et tests de précision : le polissage au niveau atomique permet d'obtenir une rugosité de surface ≤ 0,5 nm, l'interférométrie garantissant la conformité de la planéité λ/10.

2. Chaîne d'approvisionnement et support technique

· Intégration verticale : Contrôle complet du processus depuis la croissance cristalline (méthode Czochralski) jusqu'à la découpe, le polissage et le revêtement, garantissant la pureté du matériau (sans vide/limite) et la cohérence des lots.

· Collaboration industrielle : certifié par les entrepreneurs de l'aérospatiale ; partenariat avec CAS pour développer des hétérostructures de super-réseau pour une substitution nationale.

3. Portefeuille de produits et logistique

· Inventaire standard : formats de plaquettes de 6 à 12 pouces ; prix unitaire de 43 à 82 (selon la taille/le revêtement), avec expédition le jour même.

· Consultation technique pour les conceptions spécifiques à l'application (par exemple, fenêtres à gradins pour chambres à vide, structures résistantes aux chocs thermiques).