La fibra de zafiro monocristalina de Al₂O₃, con alta transmitancia óptica y un punto de fusión de 2072 °C, puede utilizarse como material para ventanas láser.

Fibra de zafiro monocristalina de Al₂O₃ con alta transmitancia óptica y punto de fusión de 2072 °C; puede utilizarse para materiales de ventanas láser. Imagen destacada.

Descripción breve:

La fibra de zafiro está compuesta de alúmina monocristalina (Al₂O₃), un material con alta resistencia mecánica, resistencia química y buena conductividad térmica. El zafiro posee una estructura cristalina hexagonal, un rango de transmisión de luz de 0,146 μm y una alta transmitancia óptica en la banda de 3,05 μm. Su punto de fusión alcanza los 2072 °C y su dureza solo es superada por la del diamante, lo que confiere a la fibra de zafiro una resistencia al calor y una resistencia mecánica excepcionales.

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Características

Proceso de preparación

1. La fibra de zafiro se suele fabricar mediante el método de base calentada por láser (LHPG). Este método permite obtener fibra de zafiro con eje geométrico y eje C, que presenta una buena transmitancia en la banda del infrarrojo cercano. Las pérdidas se deben principalmente a la dispersión causada por defectos cristalinos presentes en la fibra o en su superficie.

2. Preparación de fibra de zafiro revestida de sílice: Primero, se aplica un recubrimiento de poli(dimetilsiloxano) sobre la superficie de la fibra de zafiro y se deja curar. Posteriormente, la capa curada se transforma en sílice a 200-250 °C para obtener la fibra de zafiro revestida de sílice. Este método se caracteriza por su baja temperatura de proceso, su sencillez y su alta eficiencia.

3. Preparación de fibra cónica de zafiro: Se utiliza un dispositivo de crecimiento con calentamiento láser para preparar fibra cónica de zafiro, controlando la velocidad de elevación del cristal semilla de zafiro y la velocidad de alimentación de la varilla de cristal de zafiro. Este método permite obtener fibra cónica de zafiro con diferentes espesores y extremos finos, satisfaciendo así los requisitos específicos de cada aplicación.

Tipos y especificaciones de fibra

1. Rango de diámetro: El diámetro de la fibra de zafiro se puede seleccionar entre 75 y 500 μm para adaptarse a diferentes requisitos de aplicación.

2. Fibra cónica: La fibra cónica de zafiro permite una alta transmisión de energía lumínica manteniendo la flexibilidad de la fibra. Esta fibra mejora la eficiencia de transmisión de energía sin sacrificar la flexibilidad.

3. Bujes y conectores: Para fibras ópticas con un diámetro mayor a 100 μm, puede optar por utilizar bujes de politetrafluoroetileno (PTFE) o conectores de fibra óptica para protección o conexión.

Campo de aplicación

1. Sensor de fibra óptica de alta temperatura: La fibra de zafiro, gracias a su alta resistencia a la temperatura y a la corrosión química, resulta muy adecuada para la detección en entornos de alta temperatura. Por ejemplo, en metalurgia, industria química, tratamiento térmico y otros campos, los sensores de fibra de zafiro de alta temperatura pueden medir con precisión temperaturas de hasta 2000 °C.

2. Transferencia de energía láser: Las características de alta transmisión de energía de la fibra de zafiro la hacen ampliamente utilizada en el campo de la transferencia de energía láser. Puede emplearse como material de ventana para láseres, permitiendo soportar radiación láser de alta intensidad y entornos de alta temperatura.

3. Medición de temperatura industrial: En el campo de la medición de temperatura industrial, los sensores de alta temperatura de fibra de zafiro pueden proporcionar datos de medición de temperatura precisos y estables, lo que ayuda a monitorear y controlar los cambios de temperatura en el proceso de producción.

4. Investigación científica y medicina: En el campo de la investigación científica y el tratamiento médico, la fibra de zafiro también se utiliza en una variedad de aplicaciones de medición y detección óptica de alta precisión debido a sus propiedades físicas y químicas únicas.

Parámetros técnicos

Parámetro	Descripción
Diámetro	65 µm
Apertura numérica	0.2
Rango de longitud de onda	200 nm - 2000 nm
Atenuación/Pérdida	0,5 dB/m
Potencia máxima admisible	1w
Conductividad térmica	35 W/(m·K)

Según las necesidades específicas de cada cliente, XKH ofrece servicios personalizados de diseño de fibra de zafiro. Ya sea en cuanto a la longitud y el diámetro de la fibra, o a los requisitos especiales de rendimiento óptico, XKH proporciona a sus clientes la mejor solución para satisfacer sus necesidades de aplicación mediante un diseño y cálculo profesionales. XKH cuenta con tecnología avanzada para la fabricación de fibra de zafiro, incluyendo el método de base calentada por láser (LHPG), para producir fibra de zafiro de alta calidad y rendimiento. XKH controla rigurosamente cada etapa del proceso de fabricación para garantizar que la calidad y el rendimiento del producto cumplan con las expectativas del cliente.