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

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

Description courte :

Les lentilles en carbure de silicium (SiC) sont des composants optiques de précision fabriqués à partir de carbure de silicium (SiC) de haute pureté. Elles offrent 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 remarquable, les lentilles en SiC sont devenues le choix optimal pour les systèmes optiques fonctionnant dans des conditions extrêmes. Ces lentilles présentent d'excellentes performances de transmission (transmittance sans traitement > 70 %) sur la gamme de longueurs d'onde allant 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 en carbure de silicium (SiC) comprend un meulage de précision, un polissage ultra-précis et des traitements de revêtement spécialisés afin d'obtenir des surfaces optiques d'une précision nanométrique (rugosité de surface < 1 nm). Des géométries sur mesure, notamment des surfaces asphériques et de forme libre, peuvent être réalisées pour répondre aux exigences de conception des systèmes optiques de haute précision.

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Caractéristiques

Caractéristiques des lentilles optiques en SiC

1. Supériorité matérielle

Adaptabilité aux environnements extrêmes : Résiste à des températures supérieures à 1500 °C, à la corrosion par des acides/alcalis forts et aux rayonnements de haute énergie, idéal pour les engins spatiaux et les installations nucléaires.

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

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

2. Avantages en matière de performances optiques

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

Faible perte par diffusion (<0,5%/cm), finition de surface jusqu'à la norme de rayure-creusage 10/5 et planéité de surface λ/10@633 nm.

Seuil de dommage induit par laser (LIDT) élevé >15 J/cm² (1064 nm, impulsions de 10 ns), adapté aux systèmes de focalisation laser de 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 un centrage <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 en SiC

1. Optique et défense spatiales

Lentilles de télédétection par satellite et optiques de télescopes spatiaux, tirant parti des propriétés de légèreté du SiC (densité 3,21 g/cm³) et de sa résistance aux radiations.

Fenêtres optiques du système de guidage des missiles, résistantes à l'échauffement aérodynamique (>1000°C) pendant le vol hypersonique.

2. Systèmes laser de haute puissance

Lentilles de focalisation pour équipements de découpe/soudage laser industriels, supportant une exposition prolongée à des 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 de miroirs en SiC pour l'optique de lithographie EUV, avec une déformation thermique <1 nm sous un flux de chaleur de 10 kW/m².

Lentilles électromagnétiques pour outils d'inspection par faisceau d'électrons, 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, résistant aux pressions de fond de puits (>100 MPa) et aux milieux corrosifs.

Principaux avantages concurrentiels

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

2. Efficacité du coût 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 liaison par réaction ou CVD permettent de réaliser des structures optiques légères en SiC (noyaux en nid d'abeille), atteignant des rapports rigidité/poids inégalés.

Capacités de service XKH

1. Services de fabrication sur mesure

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

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

2. Systèmes d'assurance qualité

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

Contrôle qualité au niveau des matériaux : analyse d’orientation cristallographique par diffraction des rayons X pour chaque échantillon de SiC.

3. Services à valeur ajoutée

Analyse du couplage thermo-structurel (simulation ANSYS) pour la prédiction des performances.

Conception optimisée de la structure de montage intégrée de la lentille en SiC.

Conclusion

Les lentilles en carbure de silicium (SiC) redéfinissent les limites de performance des systèmes optiques de haute précision grâce à leurs propriétés matérielles inégalées. Notre maîtrise de la synthèse, de l'usinage de précision et des tests du SiC nous permet de proposer des solutions optiques révolutionnaires pour les secteurs de l'aérospatiale et de la fabrication de pointe. Grâce aux progrès réalisés dans la croissance des cristaux de SiC, les développements futurs porteront 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 de pointe, XKH se spécialise dans les matériaux haute performance, 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 basée sur la métrologie (planéité λ/20)

Assemblage en salle blanche pour applications sensibles à la contamination

Au service des industries aérospatiales, des semi-conducteurs et des lasers, nous combinons l'expertise en science des matériaux avec une fabrication de pointe pour fournir des solutions optiques capables de résister à des environnements extrêmes tout en optimisant les performances optiques.