Ventanas ópticas de zafiro personalizadas con transmitancia de alta pureza ≥90 %

Descripción breve:

Las ventanas ópticas de zafiro son componentes ópticos especializados fabricados con óxido de aluminio monocristalino (Al₂O₃), reconocidos por su excepcional rendimiento óptico, resistencia mecánica y estabilidad química. Al ser el cristal de óxido más duro (dureza Mohs 9), las ventanas de zafiro presentan una excelente transmitancia (~83-85 % sin recubrimiento) en los espectros ultravioleta (200 nm) e infrarrojo medio (5,5 μm), lo que las hace ideales para aplicaciones exigentes que requieren alta transparencia y durabilidad.

La fabricación implica procesos clave como el crecimiento de la orientación de los cristales, el troceado de precisión, el pulido a nanoescala y el recubrimiento especial. Las técnicas avanzadas de crecimiento (p. ej., los métodos HEM o KY) producen bolas de alta calidad con baja densidad de defectos (<10⁴/cm²). La singular estructura cristalina hexagonal permite propiedades anisotrópicas, con orientaciones optimizadas (cortes en el eje C, el eje A o el plano R) que adaptan el rendimiento óptico a aplicaciones específicas.

Envíanos un correo electrónico

Características

Parámetros técnicos

Artículo	Ventana óptica
Material	BK7, JGS1, sílice fundida por UV, zafiro, etc.
Dimensión	1 mm-300 mm
Tolerancia de dimensión	±0,05 mm
Calidad de la superficie	20-10~60-40
Planitud de la superficie	1/4~1/8
Apertura clara	por encima del 90%
Revestimiento	200-4000 nm
Solicitud	Láser, transmitancia de luz, pantalla, etc.

Características clave

1. Adaptabilidad a entornos extremos
Las ventanas ópticas de zafiro demuestran un rendimiento excepcional con un punto de fusión de 2053 °C, manteniendo la integridad estructural en entornos de operación continua a 1000 °C. Esta estabilidad térmica se debe a un coeficiente de expansión térmica (CET) ultrabajo de 5,3 × 10⁻⁶/K a lo largo del eje C, significativamente superior al de los vidrios ópticos convencionales. Químicamente, las ventanas ópticas de zafiro presentan una notable inercia, resistiendo todos los ácidos fuertes (excepto el HF) y álcalis, lo que las hace ideales para equipos de procesamiento químico y aplicaciones marinas. Mecánicamente, estas ventanas presentan una resistencia a la flexión superior a 1000 MPa (5-8 veces superior a la del vidrio óptico estándar) con una excepcional resistencia al impacto.

2. Ventajas del rendimiento óptico
Las ventanas ópticas de zafiro proporcionan una transmisión superior al 80 % en un amplio rango espectral (200-5500 nm a 2 mm de espesor). Gracias a la orientación optimizada del cristal (p. ej., eje C perpendicular a la trayectoria de la luz), se minimizan eficazmente los efectos de birrefringencia. La calidad de la superficie cumple con los estrictos requisitos ópticos, con una planitud λ/10 a 633 nm y una rugosidad superficial <0,5 nm RMS.

3. Capacidades de fabricación avanzadas
Nuestras ventanas ópticas de zafiro admiten procesamiento de gran formato (>300 mm de diámetro) y geometrías complejas, incluyendo configuraciones asféricas y escalonadas. La tecnología especializada de sellado de bordes logra tasas de fuga <1×10⁻⁹Pa·m³/s para aplicaciones de vacío. Con recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC), el umbral de daño inducido por láser (LIDT) alcanza los 15 J/cm² (pulsos de 1064 nm y 10 ns).

Aplicaciones principales

1. Defensa y aeroespacial
Las ventanas ópticas de zafiro sirven como domos de misiles, resistiendo choques térmicos extremos (>1000 °C) durante vuelos hipersónicos. Las versiones de grado espacial garantizan más de 15 años de vida útil orbital en aplicaciones espaciales.

2. Equipos industriales
En la fabricación de semiconductores, las ventanas ópticas de zafiro funcionan como puertos de visualización resistentes al plasma en cámaras de grabado y de deposición química de vapor (CVD). Los endoscopios de alta temperatura utilizan estas ventanas para obtener imágenes nítidas en hornos a 1500 °C.

3. Instrumentos científicos
Las ventanas ópticas de zafiro de alta pureza (<5 ppm de impurezas) minimizan la absorción de rayos X en las líneas de luz de sincrotrón. Su baja no linealidad preserva la fidelidad de los pulsos de femtosegundos en sistemas láser ultrarrápidos.

4. Dispositivos comerciales
Los sumergibles de aguas profundas emplean ventanas ópticas de zafiro aptas para profundidades de 6000 m (>60 MPa). Las cámaras de los smartphones integran estas ventanas como cubiertas protectoras, aprovechando su resistencia a los arañazos (Mohs 9) para una mayor durabilidad.

Las ventanas ópticas de zafiro continúan expandiendo sus aplicaciones a través de avances en el procesamiento de gran formato, geometrías complejas y características de rendimiento mejoradas, consolidando su posición como componentes críticos en las industrias de alta tecnología.

Servicios de XKH

La plataforma integral de servicios XKH integra una experiencia de fabricación de vanguardia con un sólido soporte técnico para ofrecer soluciones integrales de ventanas ópticas de zafiro. La división de fabricación a medida ofrece procesamiento basado en planos con funciones completas de conversión de archivos 2D/3D, complementada con servicios de optimización de Diseño para la Fabricación (DFM) que reducen los riesgos y los costes de producción. Mantenemos capacidades de prototipado rápido líderes en la industria, entregando muestras funcionales de Φ100 mm en 5 días laborables para acelerar los ciclos de desarrollo de productos. Los tratamientos funcionales avanzados incluyen recubrimientos conductores de precisión con resistencia laminar ajustable de 10 a 1000 Ω/□ para aplicaciones de apantallamiento EMI, junto con películas antivaho patentadas que mantienen la claridad óptica en entornos con alta humedad.

La infraestructura de soporte técnico cuenta con un equipo de ingeniería dedicado que utiliza los software de simulación óptica Zemax y CodeV para modelar el rendimiento del sistema y predecir su comportamiento térmico/mecánico en condiciones operativas. Nuestro laboratorio de diagnóstico de materiales, equipado con microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectroscopía de rayos X por dispersión de energía (EDS), proporciona análisis de causa raíz de fallos para mejorar la fiabilidad. Los servicios de validación ambiental incluyen pruebas de ciclos térmicos extremos (de -196 °C a 800 °C) y 500 horas de exposición a niebla salina según la norma MIL-STD-810G, lo que garantiza la durabilidad de los componentes en condiciones operativas adversas.

Los sistemas de control de calidad implementan la trazabilidad completa del material, desde la bola de cristal hasta el producto terminado, y cada componente incluye una completa documentación de certificación. Las capacidades metrológicas de vanguardia incluyen interferometría de desplazamiento de fase 4D para la verificación de la precisión superficial λ/50, interferometría de luz blanca con una resolución de rugosidad superficial de 0,1 nm y análisis espectrofotométrico que abarca el rango espectral de 190 a 3300 nm para la caracterización de transmisión/reflectancia.

Los servicios de valor añadido abordan requisitos de aplicaciones especializadas, incluyendo soluciones de integración de vacío con bordes metalizados y soldadura fuerte hermética para sistemas de ultra alto vacío (UHV). Los servicios de control de descargas electrostáticas (ESD) ajustan la resistencia superficial entre 10⁶ y 10⁹Ω para evitar la acumulación de carga en instrumentos sensibles. Todos los componentes se envasan en salas blancas de clase 100, con conteo de partículas y envasado al vacío opcionales para requisitos de limpieza de grado semiconductor.