Применение инфракрасного оптического кремния 

В технологии инфракрасного обнаружения и визуализации способность эффективно передавать инфракрасное излучение в определенных диапазонах длин волн является основным критерием выбора оптических материалов. Среди многочисленных инфракрасных оптических материалов монокристаллический кремний инфракрасного качества, благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, является одним из наиболее важных и широко применяемых материалов для средневолновых инфракрасных и некоторых длинноволновых инфракрасных атмосферных окон. Его можно назвать «роговицей» современных инфракрасных систем.

Его главное преимущество заключается в исключительных оптических свойствах. Монокристаллический кремний, специально очищенный и выращенный, демонстрирует чрезвычайно высокую пропускаемость в среднем инфракрасном диапазоне, как правило, превышающую 50 %. Эта характеристика позволяет ему эффективно пропускать инфракрасные сигналы, излучаемые или отражаемые целевыми объектами, что облегчает получение четких «тепловых изображений» инфракрасными датчиками.

Исключительные комплексные физические свойства являются основой его широкого применения. Высокая твердость и превосходная механическая прочность кремния делают оптические компоненты износостойкими, легко поддающимися механической обработке и полировке, что позволяет достичь чрезвычайно высокой плоскостности и чистоты поверхности. Его теплопроводность значительно превосходит теплопроводность многих других инфракрасных материалов (таких как германий), что облегчает отвод тепла, уменьшает искажение зеркала, вызванное температурными градиентами, и повышает стабильность системы при перепадах температуры. В то же время низкая плотность кремния способствует снижению веса системы, что особенно важно в таких чувствительных к весу секторах, как аэрокосмическая промышленность.

Кроме того, кремний обеспечивает относительно контролируемые затраты на материалы и исключительную стабильность. По сравнению с материалами с аналогичными характеристиками, такими как сульфид цинка или селенид цинка, процесс получения монокристаллического кремния более отработан, а сырье для него легко доступно. Он обладает химической стабильностью при комнатной температуре, не растворяется в воде, а его поверхность может быть дополнительно упрочнена с помощью прочных антибликовых твердых покрытий для повышения долговечности и устойчивости к коррозии под воздействием окружающей среды.

Естественно, при применении инфракрасного кремния необходимо учитывать и его ограничения. Как материал с внутренним поглощением, он не подходит для длинноволнового инфракрасного излучения за пределами своего края поглощения. Кроме того, будучи полупроводниковым материалом с относительно высоким показателем преломления (~3,4), он требует точного антибликового покрытия для существенного снижения потерь на поверхностном отражении.

В настоящее время инфракрасный кремний находит широкое применение в системах тепловизионного изображения, инфракрасных окнах наведения, системах передачи лазерного излучения, метеорологическом мониторинге и высокотехнологичных промышленных системах измерения температуры. По мере того как инфракрасная технология продолжает развиваться в направлении снижения стоимости, повышения производительности и уменьшения веса, инфракрасный кремний, благодаря своему сбалансированному сочетанию производительности и стоимости, остается незаменимым базовым материалом. Он продолжает играть ключевую роль в технологиях двойного назначения — военных и гражданских — обеспечивая важную информацию о «тепловом мире».

Yutai Optics может поставлять материалы и компоненты из фторида кальция для глубокого ультрафиолета (эксимерного класса), ультрафиолета и инфракрасного излучения.