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

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 excelente estabilidad ambiental, las lentes de SiC se han convertido en la opción ideal 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 y generación de imágenes ópticas en entornos industriales hostiles.

El proceso de fabricación de lentes de SiC implica rectificado de precisión, pulido de ultraprecisión y tratamientos de recubrimiento especializados para lograr superficies ópticas con precisión a escala nanométrica (rugosidad superficial <1 nm). Se pueden fabricar geometrías personalizadas, incluyendo superficies asféricas y de forma libre, para cumplir con los requisitos de diseño de sistemas ópticos de alta precisión.

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Características

Características de la lente óptica de SiC

1. Superioridad material

Adaptabilidad a entornos extremos: soporta temperaturas >1500 °C, fuerte corrosión ácida/alcalina y radiación de alta energía, ideal para naves espaciales e instalaciones nucleares.

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

Estabilidad térmica: Conductividad térmica 100 veces mayor que la sílice fundida, con un CTE de solo 1/10 del vidrio común, lo que garantiza la estabilidad bajo ciclos térmicos rápidos.

2. Ventajas del rendimiento óptico

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

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

Umbral de daño inducido por láser (LIDT) alto >15 J/cm² (pulsos de 1064 nm, 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 precisión de forma <100 nm PV y centrado <1 minuto de arco.

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

Aplicaciones principales de la lente óptica de SiC

1. Óptica espacial y defensa

Lentes de teledetección satelital y óptica de telescopios espaciales, que aprovechan las propiedades livianas del SiC (densidad 3,21 g/cm³) y su resistencia a la radiación.

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 de soldadura/corte láser industriales, que soportan una exposición prolongada a láseres continuos de clase kW.

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

3. Semiconductores y fabricación de precisión

Sustratos de espejo 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 petroleros, resistentes a presiones de fondo de pozo (>100 MPa) y medios corrosivos.

Ventajas competitivas fundamentales

1. Liderazgo de desempeño integral
Las lentes de SiC superan a los materiales ópticos tradicionales (sílice fundida, ZnSe) en estabilidad térmica, mecánica y química, con sus propiedades de "alta conductividad + baja expansión" que resuelven los desafíos de deformación térmica en ópticas grandes.

2. Eficiencia de costos del ciclo de vida
Si bien los costos iniciales son más altos, la vida útil prolongada de los lentes de SiC (5 a 10 veces el vidrio convencional) y el funcionamiento sin mantenimiento reducen significativamente el costo total de propiedad (TCO).

3. Libertad de diseño
Los procesos de unión por reacción o CVD permiten crear estructuras ópticas de SiC livianas (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, soportando superficies parabólicas de forma libre asféricas/fuera de eje.

Recubrimientos especializados: antirreflejo (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 perfiladores de luz blanca que garantizan una precisión de superficie de λ/20.

Control de calidad a nivel de material: análisis de orientación cristalográfica mediante XRD para cada blanco 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 de SiC integrado.

Conclusión

Las lentes de SiC están redefiniendo los límites de rendimiento de los sistemas ópticos de alta precisión gracias a sus propiedades materiales inigualables. Nuestras capacidades de integración vertical 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 (>1 m) y geometrías de superficie 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, ofreciendo soluciones integrales desde el procesamiento de materias primas hasta el acabado de precisión. Nuestra experiencia abarca:

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

2. Versatilidad del material: 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)

Garantía de calidad respaldada por metrología (planitud λ/20)

Conjunto de sala limpia para aplicaciones sensibles a la contaminación

Al servicio de las industrias aeroespacial, de semiconductores y láser, combinamos experiencia en ciencia de materiales con fabricación avanzada para ofrecer ópticas que resistan entornos extremos y al mismo tiempo optimicen el rendimiento óptico.