Infrared Windows
¿Qué son las ventanas infrarrojas y ultravioletas?
La medición de temperatura infrarroja está compuesta por componentes como el sistema óptico, el fotodetector, el amplificador de señal, el procesamiento de señal, la salida de visualización, etc. El sistema óptico recopila la energía de la radiación infrarroja del objetivo en su campo de visión, y el tamaño del campo de visión está determinado por las piezas ópticas del termómetro y su ubicación. La energía infrarroja se concentra en el fotodetector y se transforma en una señal eléctrica correspondiente. La señal pasa por el circuito del amplificador y el procesamiento de señal, y de acuerdo con los algoritmos internos del instrumento y la corrección de la emisividad del objetivo, se transforma en el valor de temperatura del objetivo que se va a medir.
Como resultado, los materiales de las ventanas infrarrojas son indispensables para las aplicaciones infrarrojas.
¿Qué materiales de ventana están disponibles para el infrarrojo?
CLZ Optical Co., Ltd. ofrece láminas de ventana en una amplia variedad de materiales de sustrato, ya sea sin recubrimiento o recubiertas con una película para mejorar la transmitancia. Las opciones de películas para mejorar la transparencia incluyen infrarrojo (IR), ultravioleta (UV) y otras. Los materiales de sustrato incluyen Fluoruro de Bario (BaF2),Fluoruro de Calcio (CaF2), Sulfuro de Zinc (ZnS), Seleniuro de Zinc (ZnSe), Silicio (Si) y Germanio (Ge) para aplicaciones de infrarrojo, y cuarzo fundido y zafiro para aplicaciones de ultravioleta.
Ventanas de Silicio
El monocristal de silicio (Si) es un material químicamente inerte, de alta dureza e insoluble en agua. Tiene una buena transmisión de luz en la banda de 1 a 7 μm, y también presenta una buena transmisión de luz en la banda de infrarrojo lejano de 300 a 300 μm, lo cual es una característica que otros materiales ópticos infrarrojos no poseen.
El monocristal de silicio (Si) se utiliza habitualmente para ventanas ópticas de infrarrojo de onda media de 3 a 5 μm y como sustrato para filtros ópticos. Debido a que el material tiene una buena conductividad térmica y una baja densidad, también es un material común para fabricar espejos láser o para la medición de temperatura infrarroja y lentes ópticas infrarrojas.
Áreas de aplicación:
1、Alarmas infrarrojas, interruptores fotoeléctricos
2、Ventana de visión nocturna
3、Ventana de termómetros
4、Imágenes térmicas
5、Analizador de gases
Ventanas de Germanio
Dado que el germanio tiene un índice de refracción alto (aproximadamente 4,0 en la banda de 2-14 μm), se puede recubrir para aumentar la transmitancia en la banda correspondiente según sea necesario cuando se utiliza como vidrio de ventana. Además, las propiedades de transmitancia del germanio son extremadamente sensibles a los cambios de temperatura (la tasa de transmitancia disminuye a medida que la temperatura aumenta). Por lo tanto, solo se pueden aplicar a temperaturas inferiores a 100 °C. La densidad del germanio debe tenerse en cuenta en el diseño de sistemas con requisitos estrictos de peso. Las ventanas de germanio tienen un rango de transmisión amplio (2-16 μm) y son opacas en el rango espectral visible, lo que las hace particularmente adecuadas para aplicaciones de láser infrarrojo. La dureza Knoop del germanio es 780, aproximadamente el doble de la dureza del fluoruro de magnesio, lo que las hace más adecuadas para aplicaciones en el campo del infrarrojo de óptica variable.
El vidrio de germanio en el rango de 2-16 μm tiene un rendimiento de transmisión de luz muy bueno, sus propiedades químicas son más estables y no es propenso a reaccionar con óxidos metálicos, sustancias ácidas, aire y agua. Los instrumentos de medición de temperatura infrarroja y las cámaras termográficas necesitan utilizar filtros de infrarrojo medio y lejano. Los instrumentos de medición de temperatura y las cámaras termográficas generalmente trabajan en la banda de 2-13 μm, y el vidrio de germanio tiene una muy buena transmitancia justamente en el infrarrojo medio y lejano. El vidrio óptico ordinario tiene una tasa de transmisión muy baja en estas bandas, por lo que es difícil de implementar. Además, recubrir el vidrio de germanio con una película óptica puede aumentar en gran medida su transmitancia y reducir la reflectividad de la superficie del vidrio de germanio. El vidrio de germanio no es transmisivo en la banda de longitud de onda visible.
Ventanas de Seleniuro de Zinc
El seleniuro de zinc tiene una alta transmitancia en la banda de 600 nm - 16 μm y se utiliza comúnmente en sistemas de termografía, imagen infrarroja y médicos. Además, debido a su baja absorción, el seleniuro de zinc es particularmente adecuado para su uso en láseres de dióxido de carbono de alta potencia.Es importante destacar que el seleniuro de zinc es un material relativamente blando (120 en la escala de Knoop) y se raya fácilmente, por lo que no se recomienda su uso en ambientes severos. Hay que tener el máximo cuidado al sujetarlo, limpiarlo, apretarlo o frotarlo con presión uniforme. Lo mejor es usar guantes o dedales de goma para evitar que se deslustrase. No se puede sujetar con pinzas u otros instrumentos.
Como el ZnSe posee un coeficiente de absorción bajo y un coeficiente de expansión térmica alto, se utiliza comúnmente como material de sustrato para espejos y divisores de haz en sistemas de láser de dióxido de carbono de alta potencia. Sin embargo, dado que el ZnSe es relativamente blando y se raya fácilmente, no se recomienda su uso en ambientes severos y hay que tener cuidado para aplicar fuerza uniforme al sujetarlo y limpiarlo, y lo mejor es usar guantes.El rango de diámetro de la ventana o lente de ZnSe es de 5 a 220 mm, la precisión de la superficie puede alcanzar hasta 20/10 y la planitud de la superficie puede alcanzar hasta: λ/10@633 nm (la proporción entre el espesor de la lente y su diámetro debe estar de acuerdo con la proporción de procesamiento).
Ventanas de Fluoruro de Calcio
El fluoruro de calcio tiene una alta transmitancia desde el ultravioleta hasta el infrarrojo medio (250 nm ~ 7 μm), por lo que se utiliza ampliamente en la fabricación de prismas, ventanas y lentes, etc. En algunas aplicaciones con un rango espectral amplio, no se puede recubrir para su uso directo. Especialmente, tiene una pequeña absorción y un umbral láser alto, lo cual lo hace muy adecuado para el sistema óptico de láser de excímero.Las lentes o ventanas de fluoruro de calcio tienen un rango de diámetro de 5 a 150 mm, la precisión de la superficie suele alcanzar hasta 40/20 y la planitud de la superficie puede alcanzar hasta: λ/10@633 nm (la proporción entre el espesor de la lente y su diámetro debe estar en línea con la proporción de procesamiento).
