광학 사파이어 소개
광학적인 사파이어 인공적인,아주 순수한 유형의 산화알루미늄(AL2O3),특히 제작을 위해 요구하는 광학,기계 및 열 응용 프로그램. 그것은 크리스탈 소재,근본적으로 뚜렷한에서 무정형의 광학 유리 부족 장기 위해 원자의 특성을 결정합니다. 하는 동안 모든 자연적인 사파이어가 있으로 가치 보석,합성 광학적인 사파이어는 확장된 의미를 달성하기 위해 높은 순수함과 건축의 우수성에 필요한 기술 사용법이 있습니다. 용어"진주 유리"는 그러한 이유로 잘못된 명칭으로 사파이어 소유 결정 격자 프레임워크와는 달리 무서 원자 계획에서 발견 유리합니다.
중요한 차이가 사이에서 결정성 고체처럼 사파이어 및 무정형 고체의 유리와 같은 경첩에 그들의 원자 계획이다. 크리스탈 제품여 고문,복제 격자는 프레임워크 연장 내내 제품입니다. 이것은 필수적인 순서를 결정의 대부분의 사파이어 뛰어난 특성을 포함하여,뛰어난 견고,높은 녹는 요인,그리고 특정 광학적인 특성이 있습니다. 크리스탈 제품을 보존하는 유연성이 떨어지는 구조를 얻을 때까지 그들은 독특한,날카로운 녹는 온도 수준입니다. 반면에,비정질 재료와 같은 광학 유리,임의의 원자 두지 않고 장거리다. 유리는 일반적으로 고려한 과냉각한 액체로,두께 점진적으로 변화하는 온도 레벨에 반대하는 고정이 녹는 점이다. 전형적인 예시를 보여주는 이 구별 silicon dioxide(SiO2),할 수 있는 존재로 무정형 융합된 석영유리 또는 크리스탈 quartz.
결정 구조의 사파이어는 각형/rhombohedral. 이 이방성 framework 의미하는 수의 주거 속성을 포함하여,광학적 기능에 따라 달라집 crystallographic 방향입니다. 다른 방향과 같은 C-비행기,비행기,R-비행기,그리고 M-,비행기를 만들어 사용하의에 따라서 특정 응용 프로그램이 필요합니다. C-평면 사파이어,어디서,수정의 광학적인 축에 수직으로,표면 일반적으로 선호하는 광학 응용 프로그램을 줄이는 결과가 복이 있습니다. Random positionings 만들 수 있습의 사용이 덜 중요한 응용 프로그램. 각도의 관계에서 사 광 축 부품의 표면적이라고 그를 정렬합니다.
의 역사를 인공적인 사파이어 제조에 돌아가고 있습니다. 는 뛰어난 프로세스에 의해 만들어진,오귀스트 호텔 파 1902 년에 최초로 기술에 대한 대량 생산의 합성 보석으로 불합니다. 는 전통적으로 상당한,품질을 달성에 의해의 뛰어난 절차가 일반적으로는 부족을 위해 현대적이 고정밀 광학 및 디지털 방식으로 응용 프로그램. 고급 기법과 같은 초크 랄 스키는 접근하고자 정의 필름을 먹인 성장(EFG),었을 생성하기 위해 만들어진 더 크고,더 균일한 결정을 적은 문제가 발생한 반도체 웨이퍼 및 고급 광학적인 구성 요소입니다. 차 세계 대전 동안,는 뛰어난 프로세스가 특히된 상태를 생성하는 보석은 베어링이 정확한 도구를 때에 유럽 공급 라인이 중단되었다.
순수한 사파이어가 무색이다. 가시의 불순물을 줄 수 있는 그늘을 사파이어 크게 변화의 기계적,열적,광학적 속성입니다. 예를 들어,산소 결함 표시에 걸쳐 결정 성장 절차에서 발생할 수 있습 빛을 흡수,특히 UV 범위에서 약 200nm(라 F 센터). 사파이어와 함께 더 적은 산소의 문제를 보낼 수 있습 빛을 약 150nm. 합성 사파이어는 평가에 따라 의도된 응용 프로그램으로 품질을 보여주는 매우 약간의 빛이 분산과 격자 왜곡에 대한 까다로운 광학적인 사용하는 동안,감소된 품질과 더 불완전한 기계적인 응용 프로그램. UV 급한 사파이어 특히 처리하는 과다 노출을 피하에서 UV 빛에 노출됩니다. 의 예에는 질의 구성품질 1(는 놀라운 광학 전송),2 학년(고 광학적인 명료),기계적 품질(높은 경도와 사용 저항).
비교 광학적 및 물리적 특징
광학적인 사파이어 소유하는 one-of-a-kind 조합의 광학 및 신체적인 주거용 또는 상업적인 특성화에서 오는 표준 시각적 안경과 기본적인 확인에 대한 고성능 트리트먼트.
광학적인 거주지:
- 장치 상자 변형: 중 사파이어는 매우 가장 중요한 시각적 혜택은 그 믿을 수 없을 정도로 넓은 전송 범위에 있습니다. 그것을 전달한 빛에서 오고 깊고 푸른 바다 자외선(UV)영역,주위에 시작 150-170nm(에 따라 수준뿐만 아니라 순수함)을 명백한 영역에서 중반에 적외선(을 측정합)위치는,일반적으로 약 5.5μm(5500nm). 일부 원본 제안의 상한 4.5μm. 이 큰 개방성은 창을 만드는 사파이어의 적용에 적합한 요구하는 기어 박스를 통해 다양한 무시 무시한 밴드와 달리,많은 시각적 안경으로 크게 작성한 볼거나 거 IR. 예를 들어,일반적인 붕규산관리 BK7 전송이 오는 주변에서 350㎚2000nm,그것을 일으키기에 부적합에 대한 깊은 자외 트리트먼트. 병합된 실리카공 광범위한 선택(주 210-4000nm)직의 사파이어의 뿌리 깊은 자외선과 확장을 측정합 기어 박스. 게르마늄,이용하는 동안에 IR,실제로는 불투명 자외선 뿐만 아니라. 사파이어의 높은 전송할 수 있습 향상 anti-reflection(AR)coverings,을 달성하 99%투과도에서 상세정보 파장을 선택합니다. 사파이어는 실제로 마찬가지로 unsusceptible UV 어두워지고,파괴를 감각을 발견에서 시각적인 제품에 따라 장기간 UV 가시성.
- 굴절 표시: 사파이어 소유하는 상대적으로 높은 굴절률이 일치하는 많은 일반적인 광학적인 안경입니다. 에서 보이는 스펙트럼,자신의 굴절률이 일반적으로 주위 1.76. 일정한 파장에서 다음과 같 1.06µm,굴절률은 실제로 약 1.7545. 이보다 더 BK7(주 1.5168 에서 5 천 8 백 76nm)과 통합 실리카(1.3900 에서 5 천 8 백 76nm). 굴절 표시의 사파이어,다음과 같은 다른 구성 요소,경첩에 temp 뿐만 아니라 스트레스(dn/dT 또한 dn/dP),지만 상세정보장 값이 더 필요한 전문화된 기록합니다.
- 복굴절: 으로 단축 크리스탈,사파이어 전시 복굴절을 나타내는 그것의 굴절률에 따라 다릅 양극화 확산의 지명에 대한 시각적(c)축이 있습니다. 으로 이어질 수 있습을 두 배로 굴절. 전통적인 굴절 표시(아니요)아니한 극화된 수직 c-axis,약 1.768 반면,놀라운 굴절률(Ne),한 극화된 병렬 c-축제의 주위에 1.760. 의 크기는 복이(Ne–대)에 대해 0.008. 면서 복이 될 수 있습에서 사용되는 치료법 같은 waveplates,그것은 자주 불리한 광학 홈 windows 뿐만 아니라 렌즈 수 있으므로 뒤틀 wavefronts 를 소개하고 양극화에 따른 영향을. 주의 깊은 컬렉션의 돌 정렬,특히 활용하여 C-비행기 상처는 어디 가볍산과 함께 c-axis 를 줄일 수 있습니다 쉽게 복굴절에 결과를 시각적 부분입니다.
- 산: 산란의 사파이어,는 방법을 설명하는 자신의 굴절률의 변경 내용과 함께 파장이 될 수 있는 것이 특징을 이용 Sellmeier 식입니다. 는 특정 유통 시장 가지 직접 제공 Sellmeier 식할 수 있게 추정의 굴절률을 통하여 기어 박스 영역입니다. 베 다양한 일반적인 측정에 대한 확산에 광학적인 안경을 감소 산란과 높은 시장 가격 및 또한 중요한 분배를 감소 시장 값입니다.
육체적 자질:
- 탄력뿐만 아니라 힘: 사파이어는 실제로 믿을 수 없을 정도로 어려운 순위,9 에 Mohs scale,두 번째는 그냥 보석입니다. 그 Knoop 탄력에 따라 다릅 1370 2200kg/mm 두 개의에 따라 맞춥니다. 이것은 가혹한 견고 생산하는 매우 insusceptible 를 긁,마모뿐만 아니라,마모,중요한 이익에 심각한 설정입니다. 사파이어지고 있습니다 높은 압축 및 인성이 더 높은 계수의 유연성을 가지고,에 대해 고급 기술력과 또한 저항하는 효과가 있다.
- 열적 특성: 사파이어 보여줍 뛰어난 열적 안정성을 유지,자신의 기계적이고 또한 광택을 통해 큰 temp 변화에서 나오는 극저온 양을 약 1800°C,와 함께 녹는 측면 주위에 2053°C(3727°F). 그것의 자신의 열 에너지는 실제로 더 이상 대부분의 다른 시각적 요소를 사용한 유전체는 어시스트를 낭비에서 열 에너지,중요한 높은 온도에서도 높은 전력 요청합니다. 사파이어도 보여 줍니다 보호의 열충격에 머물고,명확한 지역의 손상 또는 devitrification 중에 빠른 온도 수준을 수정할 수 있습니다. 그것의 자신의 계수의 열 성장은 실제로 상대적으로 감소에 대한 8.8x10⁻⁶/°C. *화학적 안정성: 사파이어는 실제로 믿을 수 없을만큼 화학적으로 수동 또한 면역 대부분의 용매,산 및 알칼리도에서 공간의 온도 수준입니다. 반면 일부는 에칭할 수 있게 함께 따뜻한 인산도 힘든 caustics 상 약 600-800°C,그것의 자신의 표준 저항은 그것을 강하게 적합한 매운 화학제품 환경에서는 많은 시각적 안경을 확실히 약하게 됩니다.
- 전기 부동산: 사파이어는 실제로 탁월한 전기 절연체와 함께 높은 대부분은 저항뿐만 아니라 더 높은 절연성의 상수. 이러한 속성이 있는 유익한 응용 프로그램에서 요구하는 힘이 마련되어 있습니다.
평가 책상:사파이어 대 일반적인 광학적인 안경
재산 | 광학 사파이어 (Al₂O₃) | BK7 유리(붕) | 융용 실리카 (SiO₂) | 게르마늄 (Ge) |
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원자 구조 | 결정질 (정렬된 격자) | 무조직(무서) | 무조직(무서) | 크리스탈(다이아몬드 입방) |
스펙트럼 범위 | 150nm–5.5μm(자외선을 측정합) | 350nm–2.0μm(Vi 을 NIR) | 210nm–4.0μm(자외선을 MIR) | 1.8μm–12μm(IR) |
굴절률 | ~1.76(Visible),1.7545(1.06µm) | 1.5168(5 천 8 백 76nm) | 1.3900(5 천 8 백 76nm) | ~4.0(IR) |
복굴절 | 그렇습니다(단축,방향에 따라 다름) | 없음(등방성) | 없음(등방성) | 없음(등방성) |
경도(모스) | 9(두 번째 다이아몬드) | ~6 | ~7 | ~6 |
연화점 | ~2053°C | ~1000°C | ~1650°C | ~938°C |
열 안정성 | 우수(-200°C~>1800°C) | 좋은(제한에 의해 연화) | 좋은(제한에 의해 연화) | 좋은(제한에 의해 연화) |
화학적 저항 | 우수(강산,알칼리에 RT) | 당(민감 어떤산) | 한(저항하는 대부분의 화학제품) | 온(과 반응하여 강산/기초) |
UV 어둡게 | 면역 | 취약 | 면역 | N/A(에서 불투명 UV) |
상대적인 비용 | 높은 | 낮 | 보통의 | 높은(을 위한 광학적인 급료) |
이 비교 하이라이트 사파이어의 혜택에 관하여 견고,열 또한 화학 보호,그리고 광범위한 스펙트럼 기어 박스,특히 깊은 자외선과도 늘어 측정합,어디로 많은 광학적인 안경은 제한됩니다. 을 말하고는,그것의 복굴절하고 또한 더 높은 가격은 요인을 살펴에서 단위는 스타일입니다.
응용 분야 및 성능 맥락
놀라운 조합의 광학적 및 물리적 주거용 또는 상업적인 속성을 만들어 물질에 대한 옵션의 다양한 까다로운 응용 프로그램 전형적인 광학적인 안경을 것이 작동하지 않습니다. 그 능력을 견딜 가혹한 분위기는 핵심 운전자를 위한 그것의 사용에서 전문 광학 시스템입니다.
- 가혹한 환경 Windows 돔: 사파이어의 놀라운 견고(9 에 모스 범위)및 찰상 저항에서 아주 중요합니다 분위기로 불쾌한 조각 같은 높은 속도로 항공우주 응용 프로그램으로 실행 모래와 먼지,또는 해저 시스템 노출을 깊은 바다 및 침전물. 높은 압축 강도와 스트레스 저항 수 있도록 설정한 사용에 깊은 바다 및 수중 잠수정안 자동차,광학 돔까지 수용 가능 스트레스에 대한 약 10,000psi. 제품의 화학적 안정성 보장에서 성능을 파괴적인 분위기,그 높은-온도 보장(운영체 배열에서 -200°C~+1000°C,그리고 맞춤 2030 년°C)이에 대한 완벽한 난방 시스템 windows,뷰포트에서는 진공 청소기와 높은 온도 플라스마 환경입니다. 사파이어의 열충격에 저항한 향상의 신뢰성을 어플리케이션에서 신속한 온도 레벨을 변경합니다.
- 항공 우주 및 국방: 우주항공,진주 가정 windows 과 돔에서의 사용을 만들어집 높은 속도 미사일 가이던스 시스템,아름다운 그림과 gimbaled 시스템이기 때문에 그들의 능력을 거친의 조건은 높은 속도와 노출하는 생태학적 측면이 있습니다. 의 방사성을 중지,과다에서 높은-방사선 시스템에 적절한 지역과 원자력 응용 프로그램.
- 레이저 시스템용: 사파이어 집 windows 로 작동 안전성 요소의 많은 종류의 레이저,견딜 수 있는 높은 레이저 전력 밀도를 손상 없이. 표면 높은 품질에서 특히 중요 레이저 응용 프로그램 결함을 수 있습을 시작 레이저 유도 손상합니다. 더 단단한 표면 품질의 허용 오차는 자주 필요한 자외 레이저의 결과로 강화된 분산이 있습니다.
- 산업 뷰포트: 홈파이어 윈도우 자주 사용했으로의 뷰포트에서는 진공 청소기 챔버와 설정을 포함하여 높은 온도 플라즈마의 결과로서 그들의 저항을 극도의 온도 수준 차이와 스트레스 differentials.
- 의학 응용 프로그램: 사파이어 광학 투명성,화학적 안정성,긁기 저항,그리고 생체 적합성한 다양한 의료용,의학 화상 진찰을 포함하여,레이저,생화학적 분석,그리고 수술 robotics.
- 반도체 기업: 동적 광학 응용 프로그램에서 모든 상황,사파이어는 광범위하게 사용되는 기판으로의 성장을 위해 질화갈륨(GaN)의 생산에서 높은 광도 Led 와 레이저 다이오드.
- 소비자 전자제품: 사파이어의 스크래치성에 대해 가져왔에서의 사용 시계의 결정과는 다소,커버로 제품에 대한 스마트 기기 전자 카메라 및 디스플레이 화면하지만,숙박 비용에 상당한을 제한하는 요인에 더 큰 도입이 기업이다.
- 다양한 다른 응용 프로그램: 사파이어는 이 밖에 위치하고 있 upc 코드를 스캐너의 결과로 탄성,스크래치 방지면서,FTIR 분광학 및 FLIR 이미징 시스템입니다.
대조의 광학 유리,사파이어를 사용하여 뛰어난 성능을 요구하는 애플리케이션에서 극도 경도,높은-온도 저항,넓은 스펙트럼 전송(에서 구체적으로 UV 및 측정합),그리고 화학적 안정성. 는 동안 광학적인 안경 BK7 및 fused silica 은 저렴하고 적합한 여러 가지 볼 수 있고 근-IR 응용 프로그램,그들은 인성과 장기 스펙트럼 범위의되어 있습니다. 병합된 실리카는 일반적으로 간주는 실용적인 대체에서 까다로운 응용 프로그램이있다,그러나 사파이어는 일반적으로 제공하는 놀라운 효율성에,이기는 하지만 높은 비용이 있습니다. 선택 사이에 사파이어 광학 유리가 무역에서 성능 요구 환경 조건 및 가격의 여러 요소를 고려해야 합니다.
제조 프로세스가 반환하고 비용 효과
의 제조에 큰,고급 광학적인 사파이어 boule 고정밀 광학 부분은 복잡하고 에너지의 집중적인 프로세스,기 극적으로 제품의 큰 비용에 비해 대량 생산되는 광학 유리합니다. 여러 가지 결정 성장 접근,사용되는 각각 자신의 장점,과제,그리고 영향에 돌아가 가격입니다.
인공적인 사파이어 시장이 확대 산업,계획된 도달하 KRW10.1 억 2033 에서 KRW5.2 억 2023,with a CAGR of6.8%. 주요 응용 프로그램 운전이 성장을 포함한 고휘도 Led,반도체 substratums,광학적인 부속,소비자 전자 장치입니다. 는 사파이어를 현재 지배하는 높은 광도 LED 기판장이 다른 제품과 같은 실리콘(Si),silicon carbide(SiC)및 질화갈륨 실리콘(GaN-on-Si)시장 점유율을 얻고 있다. 필요에 의해 영향을 받는 소비자 전자 장치,자동차 시장(특히 개발의 자동차에 의하여 지도된 시장에 의해 구동 EV 채택)및 광범위한 변화하는 LED 가 켜집니다. 잉여에서 고객이 전자공학 시장에 대해 가져올 수 있다. 아시아 태평양한 허브 위한 사파이어 웨이퍼 제조,대만 잡고 중요한 시장 점유율을,그리고 중국을 높이 지역 생산입니다.
높은 가격을 제조하는 기본 제약 조건에서 사파이어 시장에 따른 상당한 자본 비용으로 전문 개발한 장비,에너지 집약적인 성격의 절차에 대한 수요가 매우 숙련된 인원이 있습니다. 가공고 닦는 믿을 수 없을만큼 열심히 사파이어 제품 또한 크게 기여 최종 요소 비용입니다. 원자재,고순도 알루미나(HPA 또는 AL2O3),은 결정 형태의 반토. 동 HPA 나타내는 약 10%의 전체 보울의 제조는 가격,그것의 순수성은 중요한 광학 응용 프로그램. 가 확대 추세는 방향으로의 공급 체인의 위험과 강조 지속 가능한 생산 방법으로 일부 기업에 집중하면서"친환경"사파이어를 사용하여 확장 재생 가능 자원 sources. 자동화된 품질 보증 시스템을 수행되는 초기 제조에 사슬을 최소화하는 미지 및 자재 비용. 최근 미국 국가에 대한 관세 가져온 사파이어 기판은 또한 기대되는 영향을 미치는 글로벌 공급 체인 및 비용 구조입니다.
결정성장 방법:
- Kyropoulos(KY)방법: 이 기술을 포함한 침 종자 크리스탈 오른쪽으로 목욕의 액화 알루미나에서룬다. 도가니에 천천히 뽑아 위로는 동안 회전,용 알루미나를 강화하고 개발하는 거대한 boule. KY 기술에 대한 인정을 생성하는 크고,프리미엄 사파이어 boule 상당히 부부의 문제는 고려 사항으로 저렴하고 효과적입니다. 그럼에도 불구하고,상당한 장애물은 비정상 개발을 평가에 의해 수정에서 따뜻함을 교환하는,필요로 성장 둔 가격을 피하는 내부 문제입니다. 2017 년 켄터키로 생성된 boule 로 350kg,생산 능력이 300mm 크기 substratums. 2009 년,200kg boule 효과적으로 확장을 사용하는 향상된 KY 기술입니다. 산란제는 특정을 KY-성장 결정할 수 있습 그러나 수도의 사용자 정의하여 볼록 인터페이스. 라운드의 축 KY boule 은 일반적으로 수직 위치에 필요한 GaN 에 증착 LED 기판. 켄터키의 접근 방식은 시장에서 수익에 2023 으로 인해 그것의 용량을 만들이 큰,고급 boule 효율적으로 합니다. 개발 프로세스를 포함한 단계:씨를 뿌리를 복용에서,동등한 크기의 개발,단련하고,최선을 다하고 있습니다. 필수적인 장점은 크리스탈 유지에 도가니지로 벽면 성장하는 동안 최소화 열 긴장이다.
- 열교환기 방법(HEM): 앙은 수정 개발 전략을 사용하는 정확한 온도제어에서 도가니,자주의 용량을 어닐링하는 크리스탈 현장에서 냉각하기 전에. 앙 만들어졌 사용의 더 큰 성장을 결정,기록과의 크리스탈까지 34 센티미터에서는 직경 및 65kg,계획 및 조정하기 위해 최대 50cm 크기입니다. 30kg,25 센티미터 크기 boule 촬영되었으로 생산입니다. 앙은 실제로 입증의 유용성을 확장(0001)에 위치 boule 는 것은 매우 중요한 생산을 위한 더 큰 사파이어 부품에 대한 더 복굴절 광학 응용 프로그램. 이 방법은 실제로 마찬가지로 적용되는"투자 확산"기술을 확장 복잡한 사파이어 부분에서 직접 해동합니다. 변형이라는 통합된 따뜻함을 추출 시스템(CHES)의 사용은 더 정교한 접근법의 개발을 관리 평가를 통해 수직 도가니,번역과 비슷한 방법 열 수 없고,만들어진 결정은 약 250mm 직경이 있습니다. 가능한 결함 앙 성장한 결정은 분명 밴드로 불리는"유백색 결함". 는 상당한 비용의 혜택을 앙은 용량을 활용하는 도가니에 대한 여러 가지 개발,실행 결과에서 운영 비용 대비해 다른 전략이 있습니다. Boules 성장에 의해 CHES 기술을 달성할 수 있는 제품 사용 요금이 80%.
- 자 정의 필름을 먹인 성장(EFG): EFG 포함 성장하는 사파이어 몰리브덴에서 죽습니다. 이 방법은 생산 능력의 사파이어에는 다른 형태를 포함하여,접시,튜브,및 활입니다. EFG 사파이어에서 쉽게 사용할 수있게 큰 접시 크기와 같은 304mm x508mm 입니다. 이 개발이 가능하도록 하고 있습의 본질적으로 큰 windows. EFG 제공하는 빠른 개발을 평가하고,저렴하고,용량을 확장하는 여러 항목을 한 번에 모두. 가장 긴 일정한 광학 필라멘트에 의해 성장 EFG 었 16 피트입니다. EFG 사파이어 필라멘트를 견딜 수 있는 온도 통해 녹이는 요소의 표준 광섬유,녹을 저항합니다,및 전송으로는 적외선 범위에 있습니다. 그럼에도 불구하고,EFG 성장 결정할 수 있는 문제로 고통받는 거품,곡물 테두리,전위. 하는 동안 방치 밀도에서 정 EFG 기술은 보다 낮은 기존의 EFG,확장 약 큰 치수(예를 들어,1 미터로 1 미터의 윈도우)체류에 대한 도전이 모두 EFG 및 boule 성장 방법이 있습니다.
가격 드라이버 및 기술적인 어려움: .
숫자의 요소를 추가하는 높은 비용의 광학되어 있습니다. 의 선택에 도가니는 물질은 중요;텅스텐은 도가니에서 일반적 KY 기술을하는 동안,몰리브덴은 일반적으로 만들어 사용에 대한 헴. 몰리브덴 도가니는 일반적으로 그것을 통해서만 하나의 개발 주기에서 밑단을 포함하여,프로세스에서는 가격입니다. 홈열 기술은 마찬가지로 경우에는,KY 일반적으로 사용하는 내화금속(텅스텐)가열기,진공 및 앙 활용 흑연 히터에서는 아르곤습니다.
크리스탈 오리엔테이션 개발하는 동안 상당히 영향을 제품에 사용률과 가격입니다. 성 C-축에 사파이어 크리스탈을 달성할 수 있 60%이상의 사용 boule,대조 35-40%부문에 대한 표준은 축 크리스털이 제공 50%의 주위에 전원 비용 절감 킬로의 확장한 결정입니다.
문제를 형성을 포함하여 misplacements,거품,그리고"유백색의 결함,"는 중요한 기술적 도전에 영향을 미치는 광학과 기계적인 주거 재산의 최종 결정입니다. 정확한 통제의 성장 속도를 위해 필수적 생성 프리미엄 결정,요인이 어디에 초크 랄 스키는 절차(지만 설명되지 않는 대형 광학 boule)을 주목해 그 기능을 제공합니다. 신뢰할 수 있는 열 모니터링에 걸쳐 개발 및 냉각도 매우 중요를 줄이기 위해 불안과 결함을 형성 있습니다.
에서 정리해 제조의 광학적인 사파이어 수반 정교하고 비싼 수정 개발 방법이 있습니다. 는 동안 기술 KY 및 앙 선호에 대한 큰 boule 및 EFG 에 대한 특정한 모양을,각각의 어려움에 연결 하 통제,성장 가격 보안,그리고 소재 응용 프로그램. 높은 자본 투자,전력 사용량과 비용을 원료의 처리를 추가하 사파이어의 프리미엄 가격 대비하여 광학 유리합니다. 지속적인 연구에 집중하고 개선 성장의 기술을 낮추고,결함을 최적화하는 재료 응용 프로그램,그리고 확인하는 더 비용 효율적이고 지속 가능한 생산 기술이 있습니다.
고급 기술 사양 및 시스템 동화.
통합 사파이어 요소로 복잡한 광학 시스템 호출에 대한 철저한 이해의 자신의 진보된 기술적 요구 사항을하고 신중하게 고려해야 하는 요소의와 같은 요소를 배치의 긴장과 복 모니터링합니다.
철저한 기술 사양:
- 투과 곡률: 하는 동안 특정 곡선을 제공하지 않았,광범위한 전송에서 다양한 약 150nm5.5μm 필수적인 spec. 특정 전송 부분을 파장에 따라서 달라지는 것,제품 두께로,표면적 마감. 높은 순수성 등급은 필수적인에 대한 깊은 자외선 전송. Anti-reflection(AR)마감은 일반적으로 넣어서 전송을 향상 시킬에서 특정한 파장의 밴드와 같은 400-1100nm 또는 2000-5000nm.
- 굴절률의 변: 굴절률의 사파이어 기능장,온도 레벨(dn/dT),그리고 스트레스(dn/dP). 하는 동안 특정 값에 대한 dn/dT 및 dn/dP 주어지지 않았고,이러한 reliances 는 필수적인을 만들기 위한 고정밀 광학 시스템 운영을 통해 다양한 생태 문제입니다. Sellmeier 방정식을 이용한 디자인의 굴절률의 기능으로 파장입니다.
- 표면 최고 품질의 요구 사항: 표면 품질을 매우 중요한 광학적인 효율성,특히 후 응용 프로그램과 같은 고출력 레이저 또는 이미징 시스템입니다. 주요 요구 사항 구성되어의 스크래치 발굴,단조,그리고 병렬성을 구할 수 있다.
- 고: 이 요구 사항을 평가하여 허용되는 표면 결함이 있습니다. 기준 MIL-PRF-13830B,MIL-F-48616 및 MIL-C-48497 은 일반적으로 사용됩니다. MIL-PRF-13830B 사용하는 두 번호 시스템(예를 들어,60-40 은),첫번호에 관한 최대 크기의 스크래치에서 미크론이고,2 나타내는 최적의 파경에서 백분의 밀리미터. 낮은 숫자를 나타내는 더 높은 품질의,"0-0"서 있는 아주고 무료 표면이 있습니다. 처음으로 정의된 결함 크기보다 훨씬 높은 폭는 동안 발굴은 구덩이 같은 결점과 거의 동일한 길이 및 크기입니다. ISO10110 일반적인 사용이 다른 기호와 같은"5/2×0.004,"지정대를 긁어 폭,다양한 상처,그리고 최적의 파기에서 밀리미터입니다. 일반 스크래치/파 값의 범위는 80/50 에 대한 기본적인 광학 20/10 거나 낮을 위한 높은 정밀도 요소입니다. 는 경우에는 최대 크기의 스크래치가 존재하는,그것의 크기는 일반적으로 제한하 1/4 의섬유의 직경이 있습니다. 파고 10 명세로 구분해야에서 최소한 1mm,그리고 정말 작은 세트(작은 크기보다 2.5μm)할 수 있습니다.
- 편평: 표면 평탄 지역,또는 불규칙성,결정의 편차의 표면에서 완벽한 항공,일반적으로 지정된 부분의 wavelength(λ). 예를 들어,λ/20 633nm 보여줍니다 최대의 차 31.65nm. 단조로움을 자질을 범위에서 1λ 에 대한 품질 표준을 λ/8 거나 더 작은을 위한 높은 정확도를 제공한다. 간섭계는 일반적 방법에 대한 테스트 표면 단조로움을 평가하여 외란 패턴입니다.
- 유사: 유사성을 지정하는 방법 동일한 모두의 표면의 광학적 측면이 있다. 높은 병렬은 중요한 왜곡을 최소화하려면에서 반사된 파면.
- 표면 거칠기: 표면 거칠기는 또 다른 중요한 측면의 표면에 고품질 특히,최소화하기 위한 분산을 방지하는 레이저-induced damage. 할 수 있 측정을 사용하여 측정항목과 같은 뜻은 거칠기 진폭 및 궁극적인 peak-to-밸리의 진폭이다.
시스템 통합 요인을 고려하십시오:
- 치 불안과 스트레스: 결과적으로 사파이어의 높은 견고하고 깨지기 쉬운 자연 염두실 수 있도록 배려하고 있 제공하여 설치하는 전략을 명확한 유의 스트레스를 일으키는 원인이고 불안할 수 있는 가에 대해 균열 또는 영향은 광 효율입니다. 설치 기술을 수용하는 차이점에서 열 팽창 사파이어 및 주택을 통해 제품을 운영 온도 레벨의 배열입니다.
- 복굴절 Payment: 사파이어의 복굴절 중요한 요소가 될 수 있습 시스템에서 분극제 또는 wavefront 안정성은 중요합니다. 을 사용하는 동안 C-기 중심의 사파이어 감소 복굴절한 빛의 전파에 따라 optical axis,off-axis 선이 여전히 경험을 복이 있습니다. 에서 시스템을 필요로 순도가 높은 편광 또는 한계 파면 왜곡에 대한 모든선,같은 방법을 사용하여 만드는 광학적인 요소를(예를 들어,waveplates 로 만들어진 제품과 반 복성)나를 만드는 시스템을 감소하는 각도의 발생에 사파이어 표면적이 필요할 수 있습니다. 어플리케이션에 복굴절은 조작 등에서 waveplates,정확한 제어의 크리스탈 방향이 필수적입니다.
- 제품에 문제점: 안 재료제와 같이 격자 결함,불순물 및 추가(같은 거품 또는 은하수 문제),영향을 미칠 수 있는 광학적인 효율성에 의해 퍼지고 트리거링,흡수 또는 시작 레이저 유도 손해,특히 고전력 어플리케이션에 적합합니다. 을 지정하는 이상적인 재료 성적과 높은 품질 수준을 기반으로 응용 프로그램의 민감도 이러한 문제는 매우 중요합니다.
- 진공 청소기 Optics: 통합할 때 사파이어 집 windows 로 진공 청소기,시스템 변수를 추가 지난 광학적인 효율성이 고려되어야한다. 이들을 포함한 플랜지 유형과 차원의 능력을 집에 창업을 계속 진공 청소기는 정직에서 정의 응력 및 온도 범위에 대한 저항,방사선과 녹 이내에 진공정,전기 및 자기 주거용 또는 상업적인 속성을 아주 작은 가스 방출에 사파이어 및을 배치하는 자료.
- 비용-성능 Trade-offs: 이상-지정하는 표면 품질 또는 기타 다양한 기술 명세 과거 무엇을 위해 필수적입 응용 프로그램의 필요할 수 있는 성능은 극적으로 증가 비용입니다. 광범위한 이해의 방법을 정확하게는 각 사양을 충 시스템의 효율성은 생명을 만들기 위한 경제적인 디자인 옵션이 있습니다.
마지막으로,통합 광학적인 사파이어로 복잡한 시스템 호출을 위해 염두에 초점을 그것의 특별한 가정이고 포괄적인 요구 사항입니다. 과거의 기본적인 광학적 및 물리적 특징과 같은 요인 결정 방향,지상 최고 품질의 요구사항,설치 고려 사항,그리고 잠재적인 영향을의 복굴절 및 제품 결함이 필요하여 철저히 검사하도록 최적의 시스템 성능 및 신뢰성을,특히 어려운시기에는 운영 체제 설정합니다.