Lente óptica de SiC de alta pureza, cúbica, 4H-semi, 6SP, tamaño personalizado

Lente óptica de SiC de alta pureza, cúbica, semi-4H, 6SP, tamaño personalizado. Imagen destacada.

Descripción breve:

Las lentes de SiC (lentes ópticas de carburo de silicio) son componentes ópticos de precisión fabricados con carburo de silicio (SiC) de alta pureza, que ofrecen propiedades fisicoquímicas y un rendimiento óptico excepcionales. Caracterizadas por una conductividad térmica ultraalta (490 W/m·K), un bajo coeficiente de expansión térmica (4,0 × 10⁻⁶/K) y una estabilidad ambiental sobresaliente, las lentes de SiC se han convertido en la opción óptima para sistemas ópticos que operan en condiciones extremas. Estas lentes demuestran un excelente rendimiento de transmisión (transmitancia sin recubrimiento >70 %) en longitudes de onda desde el ultravioleta hasta el infrarrojo lejano (0,2-6 μm), lo que las hace especialmente adecuadas para sistemas láser de alta potencia, óptica espacial e imagen óptica en entornos industriales exigentes.

El proceso de fabricación de lentes de SiC comprende un rectificado de precisión, un pulido de ultraprecisión y tratamientos de recubrimiento especializados para lograr superficies ópticas con una exactitud nanométrica (rugosidad superficial <1 nm). Se pueden fabricar geometrías personalizadas, incluidas superficies asféricas y de forma libre, para satisfacer los requisitos de diseño de sistemas ópticos de alta precisión.

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Características

Características de las lentes ópticas de SiC

1. Superioridad material

Adaptabilidad a entornos extremos: Soporta temperaturas superiores a 1500 °C, corrosión por ácidos/álcalis fuertes y radiación de alta energía, ideal para naves espaciales e instalaciones nucleares.

Resistencia mecánica excepcional: dureza cercana a la del diamante (Mohs 9,5), resistencia a la flexión >400 MPa y resistencia al impacto que supera con creces la del vidrio óptico convencional.

Estabilidad térmica: Conductividad térmica 100 veces superior a la de la sílice fundida, con un coeficiente de expansión térmica (CTE) de tan solo 1/10 del vidrio ordinario, lo que garantiza la estabilidad bajo ciclos térmicos rápidos.

2. Ventajas de rendimiento óptico

Transmisión espectral amplia (0,2-6 μm); los recubrimientos especializados pueden optimizar la transmitancia a >95% en bandas específicas (por ejemplo, infrarrojo medio de 3-5 μm).

Baja pérdida por dispersión (<0,5%/cm), acabado superficial hasta el estándar de rayado-picado 10/5 y planitud superficial λ/10 a 633 nm.

Umbral de daño inducido por láser (LIDT) elevado >15 J/cm² (1064 nm, pulsos de 10 ns), adecuado para sistemas de enfoque láser de alta potencia.

3. Capacidades de mecanizado de precisión

Admite superficies complejas (asféricas, de forma libre) con una precisión de forma <100 nm PV y una centración <1 arcmin.

Capaz de fabricar lentes de SiC de gran tamaño (diámetro >500 mm) para telescopios astronómicos y óptica espacial.

Aplicaciones principales de las lentes ópticas de SiC

1. Óptica espacial y defensa

Lentes de detección remota por satélite y óptica para telescopios espaciales, aprovechando las propiedades de ligereza (densidad 3,21 g/cm³) y resistencia a la radiación del SiC.

Ventanas ópticas del buscador de misiles, que soportan el calentamiento aerodinámico (>1000°C) durante el vuelo hipersónico.

2. Sistemas láser de alta potencia

Lentes de enfoque para equipos industriales de corte/soldadura láser, capaces de soportar una exposición prolongada a láseres continuos de clase kW.

Elementos de conformación de haz en sistemas de fusión por confinamiento inercial (FCI), que garantizan una transmisión láser precisa de alta energía.

3. Fabricación de semiconductores y de precisión

Sustratos de espejos de SiC para óptica de litografía EUV, con deformación térmica <1 nm bajo un flujo de calor de 10 kW/m².

Lentes electromagnéticas para herramientas de inspección por haz de electrones, que utilizan la conductividad del SiC para el control activo de la temperatura.

4. Inspección industrial y energía

Lentes de endoscopio para hornos de alta temperatura (funcionamiento continuo a 1500 °C).

Componentes ópticos infrarrojos para instrumentos de registro de pozos petrolíferos, resistentes a presiones en el fondo del pozo (>100 MPa) y medios corrosivos.

Ventajas competitivas clave

1. Liderazgo integral en el desempeño
Las lentes de SiC superan a los materiales ópticos tradicionales (sílice fundida, ZnSe) en estabilidad térmica/mecánica/química, y sus propiedades de "alta conductividad + baja expansión" resuelven los problemas de deformación térmica en la óptica de gran tamaño.

2. Eficiencia del coste del ciclo de vida
Aunque los costes iniciales son más elevados, la mayor vida útil de las lentes de SiC (de 5 a 10 veces superior a la del vidrio convencional) y su funcionamiento sin mantenimiento reducen significativamente el coste total de propiedad (TCO).

3. Libertad de diseño
Los procesos de unión por reacción o CVD permiten la creación de estructuras ópticas de SiC ligeras (núcleos de panal), logrando relaciones rigidez-peso inigualables.

Capacidades de servicio de XKH

1. Servicios de fabricación a medida

Soluciones integrales desde el diseño óptico (simulación Zemax/Code V) hasta la entrega final, compatibles con superficies asféricas/parabólicas de forma libre fuera de eje.

Recubrimientos especializados: antirreflectante (AR), carbono tipo diamante (LIDT>50 J/cm²), ITO conductor, etc.

2. Sistemas de garantía de calidad

Equipos de metrología que incluyen interferómetros 4D y perfilómetros de luz blanca que garantizan una precisión superficial de λ/20.

Control de calidad a nivel de material: análisis de orientación cristalográfica XRD para cada pieza en bruto de SiC.

3. Servicios de valor añadido

Análisis de acoplamiento termoestructural (simulación ANSYS) para la predicción del rendimiento.

Diseño optimizado de la estructura de montaje de lentes SiC integradas.

Conclusión

Las lentes de SiC están redefiniendo los límites de rendimiento de los sistemas ópticos de alta precisión gracias a sus propiedades materiales sin precedentes. Nuestras capacidades integradas verticalmente en síntesis de materiales de SiC, mecanizado de precisión y pruebas ofrecen soluciones ópticas revolucionarias para los sectores aeroespacial y de fabricación avanzada. Con los avances en el crecimiento de cristales de SiC, los desarrollos futuros se centrarán en aperturas mayores (superiores a 1 m) y geometrías superficiales más complejas (matrices de forma libre).

Como fabricante líder de componentes ópticos avanzados, XKH se especializa en materiales de alto rendimiento, como zafiro, carburo de silicio (SiC) y obleas de silicio, y ofrece soluciones integrales, desde el procesamiento de la materia prima hasta el acabado de precisión. Nuestra experiencia abarca:

1. Fabricación a medida: Mecanizado de precisión de geometrías complejas (asféricas, de forma libre) con tolerancias de ±0,001 mm.

2. Versatilidad de materiales: Procesamiento de zafiro (ventanas UV-IR), SiC (óptica de alta potencia) y silicio (IR/microóptica).

3. Servicios de valor añadido:

Recubrimientos antirreflectantes/duraderos (UV-FIR)

Aseguramiento de la calidad respaldado por metrología (planitud λ/20)

Ensamblaje en sala blanca para aplicaciones sensibles a la contaminación

Al servicio de las industrias aeroespacial, de semiconductores y láser, combinamos la experiencia en ciencia de materiales con la fabricación avanzada para ofrecer óptica que resista entornos extremos al tiempo que optimiza el rendimiento óptico.