Lentille optique SiC haute pureté cubique 4H-semi 6SP, taille personnalisée

Lentille optique SiC haute pureté, taille cubique 4H-semi 6SP, image personnalisée

Brève description :

Les lentilles SiC (lentilles optiques en carbure de silicium) sont des composants optiques de précision fabriqués en carbure de silicium (SiC) de haute pureté, offrant des propriétés physico-chimiques et des performances optiques exceptionnelles. Caractérisées par une conductivité thermique ultra-élevée (490 W/m·K), un faible coefficient de dilatation thermique (4,0 × 10⁻⁶/K) et une stabilité environnementale exceptionnelle, les lentilles SiC sont devenues le choix idéal pour les systèmes optiques fonctionnant dans des conditions extrêmes. Ces lentilles présentent d'excellentes performances de transmission (transmission sans revêtement > 70 %) dans les longueurs d'onde de l'ultraviolet à l'infrarouge lointain (0,2-6 μm), ce qui les rend particulièrement adaptées aux systèmes laser de forte puissance, à l'optique spatiale et à l'imagerie optique en environnements industriels difficiles.

Le procédé de fabrication des lentilles SiC implique un meulage de précision, un polissage ultra-précis et des traitements de revêtement spécifiques pour obtenir des surfaces optiques d'une précision nanométrique (rugosité < 1 nm). Des géométries personnalisées, notamment des surfaces asphériques et de forme libre, peuvent être fabriquées pour répondre aux exigences de conception des systèmes optiques de haute précision.

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Caractéristiques

Caractéristiques des lentilles optiques SiC

1. Supériorité matérielle

Adaptabilité aux environnements extrêmes : résiste à des températures > 1 500 °C, à une forte corrosion acide/alcaline et à un rayonnement à haute énergie, idéal pour les engins spatiaux et les installations nucléaires.

Résistance mécanique exceptionnelle : dureté proche de celle du diamant (Mohs 9,5), résistance à la flexion > 400 MPa et résistance aux chocs dépassant de loin celle du verre optique conventionnel.

Stabilité thermique : conductivité thermique 100 fois supérieure à celle de la silice fondue, avec un CTE de seulement 1/10 du verre ordinaire, garantissant la stabilité sous des cycles thermiques rapides.

2. Avantages en termes de performances optiques

Transmission spectrale large (0,2 à 6 μm) ; des revêtements spécialisés peuvent optimiser la transmittance à > 95 % dans des bandes spécifiques (par exemple, 3 à 5 μm dans l'IR moyen).

Faible perte de diffusion (< 0,5 %/cm), finition de surface jusqu'à 10/5 standard scratch-dig et planéité de surface λ/10@633 nm.

Seuil de dommage induit par laser élevé (LIDT) > 15 J/cm² (impulsions de 1064 nm, 10 ns), adapté aux systèmes de focalisation laser haute puissance.

3. Capacités d'usinage de précision

Prend en charge les surfaces complexes (asphériques, de forme libre) avec une précision de forme < 100 nm PV et une centration < 1 arcmin.

Capable de fabriquer des lentilles SiC surdimensionnées (diamètre > 500 mm) pour les télescopes astronomiques et l'optique spatiale.

Principales applications des lentilles optiques SiC

1. Optique spatiale et défense

Lentilles de télédétection par satellite et optiques de télescope spatial, exploitant les propriétés de légèreté du SiC (densité 3,21 g/cm³) et de résistance aux radiations.

Fenêtres optiques de chercheur de missile, supportant un échauffement aérodynamique (>1000°C) lors d'un vol hypersonique.

2. Systèmes laser haute puissance

Lentilles de focalisation pour équipements de découpe/soudage laser industriels, supportant une exposition prolongée aux lasers continus de classe kW.

Éléments de mise en forme de faisceau dans les systèmes de fusion par confinement inertiel (ICF), assurant une transmission laser précise à haute énergie.

3. Fabrication de semi-conducteurs et de précision

Substrats miroirs SiC pour optiques de lithographie EUV, avec déformation thermique <1 nm sous un flux thermique de 10 kW/m².

Lentilles électromagnétiques pour outils d'inspection par faisceau électronique, utilisant la conductivité du SiC pour un contrôle actif de la température.

4. Inspection industrielle et énergie

Lentilles d'endoscope pour fours à haute température (fonctionnement continu à 1500°C).

Composants optiques infrarouges pour instruments de diagraphie de puits de pétrole, résistants aux pressions de fond (> 100 MPa) et aux milieux corrosifs.

Principaux avantages concurrentiels

1. Leadership global en matière de performance
Les lentilles SiC surpassent les matériaux optiques traditionnels (silice fondue, ZnSe) en termes de stabilité thermique/mécanique/chimique, avec leurs propriétés de « conductivité élevée + faible dilatation » résolvant les problèmes de déformation thermique dans les grandes optiques.

2. Efficacité des coûts du cycle de vie
Bien que les coûts initiaux soient plus élevés, la durée de vie prolongée des lentilles SiC (5 à 10 fois supérieure à celle du verre conventionnel) et leur fonctionnement sans entretien réduisent considérablement le coût total de possession (TCO).

3. Liberté de conception
Les procédés de réaction-liée ou CVD permettent des structures optiques SiC légères (noyaux en nid d'abeille), atteignant des rapports rigidité/poids inégalés.

Capacités de service XKH

1. Services de fabrication sur mesure

Solutions de bout en bout, de la conception optique (simulation Zemax/Code V) à la livraison finale, prenant en charge les surfaces de forme libre paraboliques asphériques/hors axe.

Revêtements spécialisés : antireflet (AR), carbone de type diamant (LIDT>50 J/cm²), ITO conducteur, etc.

2. Systèmes d'assurance qualité

Equipements de métrologie comprenant des interféromètres 4D et des profileurs à lumière blanche assurant une précision de surface λ/20.

Contrôle qualité au niveau du matériau : analyse d'orientation cristallographique XRD pour chaque ébauche de SiC.

3. Services à valeur ajoutée

Analyse de couplage thermo-structural (simulation ANSYS) pour la prédiction des performances.

Conception d'optimisation de la structure de montage de lentille SiC intégrée.

Conclusion

Les lentilles SiC repoussent les limites de performance des systèmes optiques de haute précision grâce à leurs propriétés matérielles inégalées. Nos capacités intégrées verticalement en synthèse de matériaux SiC, usinage de précision et tests offrent des solutions optiques révolutionnaires pour les secteurs de l'aérospatiale et de la fabrication de pointe. Grâce aux progrès de la croissance cristalline du SiC, les développements futurs se concentreront sur des ouvertures plus grandes (> 1 m) et des géométries de surface plus complexes (réseaux de formes libres).

En tant que fabricant leader de composants optiques avancés, XKH est spécialisé dans les matériaux hautes performances, notamment le saphir, le carbure de silicium (SiC) et les plaquettes de silicium, et propose des solutions complètes, du traitement des matières premières à la finition de précision. Notre expertise couvre :

1. Fabrication sur mesure : usinage de précision de géométries complexes (asphériques, formes libres) avec des tolérances de ± 0,001 mm

2. Polyvalence des matériaux : traitement du saphir (fenêtres UV-IR), du SiC (optique haute puissance) et du silicium (IR/micro-optique)

3. Services à valeur ajoutée :

Revêtements antireflets/durables (UV-FIR)

Assurance qualité soutenue par la métrologie (planéité λ/20)

Assemblage en salle blanche pour applications sensibles à la contamination

Au service des industries aérospatiales, des semi-conducteurs et du laser, nous combinons l'expertise en science des matériaux avec une fabrication de pointe pour fournir des optiques qui résistent aux environnements extrêmes tout en optimisant les performances optiques.