Алмаз, полученный методом химического осаждения из паровой фазы (CVD), обладает исключительными оптическими свойствами, что делает его весьма востребованным материалом для широкого спектра применений, от промышленных до научных и оборонных. Его оптические характеристики включают превосходное пропускание в широком спектральном диапазоне, от глубокого ультрафиолета до микроволновых волн. Он также обладает высоким коэффициентом преломления, низким коэффициентом поглощения и замечательной диэлектрической прочностью. Эти свойства делают CVD-алмаз идеальным для использования в лазерной оптике, окнах для мощных лазеров и других приложениях, требующих долговечности и оптической чистоты. Ниже подробно описаны ключевые оптические свойства CVD-алмаза.
Ключевые моменты объяснены:
-
Широкий спектр пропускания
- CVD-алмаз обладает самым широким спектральным диапазоном из всех известных материалов, простирающимся от глубокий ультрафиолет (0,23 мкм) на дальнее инфракрасное излучение и в микроволновый диапазон миллиметровых волн .
- Такой широкий диапазон пропускания делает его пригодным для применения в областях, требующих оптической чистоты в нескольких диапазонах длин волн, таких как лазерная оптика и промышленные окна.
- Например, он особенно полезен в качестве окна выхода для CO₂ лазеры которые обычно используются для резки в автомобильной промышленности.
-
Высокий коэффициент преломления
- Показатель преломления CVD-алмаза составляет 2.376 на длине волны 10 мкм .
- Высокий коэффициент преломления способствует способности материала эффективно изгибать свет, что полезно в оптических системах, где требуется точное управление светом.
-
Низкий коэффициент поглощения
- Коэффициент поглощения CVD-алмаза варьируется от 0.03 - 0,05 см-¹ при 20°C .
- Низкий коэффициент поглощения указывает на минимальные потери света при прохождении через материал, что делает его высокоэффективным для оптических применений.
- Это свойство особенно выгодно в мощных лазерных системах, где потери энергии должны быть сведены к минимуму.
-
Микроволновая проницаемость и тангенс угла потерь
- CVD-алмаз имеет микроволновая проницаемость 5,7 и тангенс угла потерь 2×10-⁵ на частоте 145 ГГц .
- Эти свойства делают его отличным материалом для микроволновых и радиочастотных приложений, где низкие потери сигнала и высокие диэлектрические характеристики имеют решающее значение.
-
Диэлектрическая прочность
- Диэлектрическая прочность CVD-алмаза составляет 1×10⁷ В/см что является исключительно высоким показателем.
- Благодаря этому свойству материал может выдерживать высокие электрические поля, не разрушаясь, что делает его пригодным для использования в высоковольтных оптических и электронных системах.
-
Блеск и сияние
- CVD-алмазы демонстрируют интенсивный блеск и сияние похожие на природные алмазы.
- Это оптическое свойство обусловлено высоким коэффициентом преломления и отличной дисперсией света, что делает их визуально неотличимыми от природных алмазов.
-
Долговечность и твердость
- С твердостью 8 500 кгс/мм² и оценка по шкале Мооса 10 cVD-алмаз - один из самых твердых известных материалов.
- Благодаря такой прочности оптические свойства остаются стабильными даже в экстремальных условиях, таких как высокие температуры или механические нагрузки.
-
Применение в лазерной оптике
- CVD-алмаз - идеальный материал для лазерной оптики, особенно в качестве окно выхода для CO₂ лазеров .
- Способность выдерживать высокую мощность и сохранять оптическую чистоту делает его незаменимым в промышленных приложениях лазерной резки и сварки.
-
Потенциал для кремниевых включений
- Во время процесса CVD, включения кремния иногда может попасть в алмаз в результате травления кварцевых окон в ростовой камере.
- Хотя эти включения могут незначительно влиять на оптические свойства, они, как правило, минимальны и не оказывают существенного влияния на общие характеристики материала.
-
Сравнение с природными бриллиантами
- CVD-алмазы имеют одинаковые внутренняя структура, химический состав и оптические свойства как природные алмазы.
- Это делает их экономически эффективной и устойчивой альтернативой для приложений, требующих оптических и механических свойств природных алмазов.
Таким образом, оптические свойства CVD-алмаза делают его универсальным и высокопроизводительным материалом для широкого спектра применений. Широкий спектр пропускания, высокий коэффициент преломления, низкий коэффициент поглощения и исключительная долговечность делают его идеальным для использования в лазерной оптике, микроволновых системах и промышленных окнах. Эти свойства в сочетании с экономичностью и экологичностью делают CVD-алмаз одним из ведущих материалов как в научной, так и в промышленной сфере.
Сводная таблица:
| Недвижимость | Значение/диапазон | Приложение |
|---|---|---|
| Спектральный коэффициент пропускания | 0.от 23 мкм (УФ) до микроволнового диапазона | Лазерная оптика, промышленные окна |
| Показатель преломления | 2.376 при 10 мкм | Оптические системы, требующие точного управления светом |
| Коэффициент поглощения | 0.03-0,05 см-¹ при 20°C | Мощные лазерные системы |
| Микроволновая проницаемость | 5.7 на частоте 145 ГГц | Микроволновые и радиочастотные приложения |
| Диэлектрическая прочность | 1×10⁷ В/см | Высоковольтные оптические и электронные системы |
| Твердость | 8 500 кгс/мм² (Мооса 10) | Долговечное применение в экстремальных условиях |
| Блеск и сияние | Похожи на природные алмазы | Визуально неотличимы от природных бриллиантов |
| Приложения | CO₂ окна выхода лазера, промышленная оптика | Лазерная резка, сварка и мощные оптические системы |
Хотите использовать оптические свойства CVD-алмаза в своих приложениях? Свяжитесь с нами сегодня чтобы узнать больше!
