Yutai оптические линзы из уф плавленого кварца производители

Когда вижу запрос про производителей УФ кварцевых линз, всегда вспоминаю, как лет десять назад многие путали обычный оптический кварц с плавленым материалом для жесткого ультрафиолета. До сих пор некоторые заказчики присылают ТЗ с формулировками вроде ?кварцевое стекло для УФ-С?, но не указывают конкретный спектральный диапазон — а ведь разница между 250 нм и 180 нм в технологии колоссальная.

Что действительно скрывается за УФ плавленым кварцем

Начну с банального, но критичного момента: не всякий синтетический кварц подходит для линз в диапазоне ниже 200 нм. Мы в Yutai Optics изначально делали ставку на плавленый кварц с минимальным содержанием гидроксильных групп — ниже 5 ppm. Это не маркетинг, а необходимость: при высоком OH-поглощении на 2.7 мкм линзы просто превращаются в нагреватели в импульсных эксимерных лазерах.

Кстати, про эксимеры. В 2018-м был заказ от медицинского центра — нужны были линзы для коррекции зрения по технологии LASIK. Сделали партию из стандартного ИК-кварца, но заказчик вернул: в УФ-диапазоне пропускание упало до 85%. Пришлось переходить на синтетический плавленый кварц марки JGS1, хотя его стоимость была выше на 30%. Зато после замены коэффициент пропускания на 193 нм стабильно держался на 93.5%.

Сейчас часто вижу, как конкуренты используют дешевый природный кварц для ?УФ-линз?, но молчат о том, что его нельзя применять ниже 230 нм из-за металлических примесей. Мы же в ООО Чанчунь Ютай Оптика всегда тестируем каждую партию сырья на вакуумный УФ-спектрометре — возможно, это и удорожает процесс, но зато не приходится краснеть перед клиентами из лазерной отрасли.

Практические сложности при шлифовке и покрытиях

Шлифовка УФ-кварца — отдельная история. Если для видимого диапазона допуск по шероховатости может быть 20 ?, то для УФ-линз требуется не более 5 ?. Причем обычный церий-оксид не подходит — оставляет микротрещины. Перешли на коллоидный диоксид кремния, но и тут есть нюанс: pH суспензии должен быть строго 10.5-11, иначе поверхность начинает ?матоветь?.

Помню, как в 2021 году потеряли целую партию линз для спектрометров — технолог уменьшил время полировки на 15%, решив ускорить производство. В результате на краях линз появилась зона с Rq=8 ?, что привело к рассеянию на 254 нм. Пришлось переделывать все 50 штук, благо заказчик из фармакологической лаборатории согласился подождать.

С покрытиями еще сложнее. Магнетронное напыление фторида магния — стандарт для УФ-диапазона, но адгезия к плавленому кварцу слабовата. Пришлось разрабатывать многослойные системы с переходными слоями из оксида алюминия. Кстати, именно для УФ плавленого кварца мы используем ионную очистку перед напылением — без нее коэффициент отражения на 193 нм превышал 0.8% даже при идеальной геометрии.

Кейсы из практики Yutai Optics

В биометрических сканерах радужной оболочки обычно применяют линзы из плавленого кварца с просветлением на 780-950 нм. Но в 2022 году поступил запрос от производителя систем безопасности: нужны линзы, работающие одновременно в УФ-А (365 нм) и ИК-диапазоне. Оказалось, они внедряли технологию скрытой идентификации по люминесценции радужки.

Сделали комбинированные линзы с двойным просветлением — на 365 нм и 850 нм. Проблема была в термостабильности: при температурных циклах от -40°C до +80°C один из слоев начинал отслаиваться. После 4 месяцев испытаний остановились на градиентном напылении, где толщина слоев плавно менялась от центра к краю. Решение сработало, хотя пришлось пересчитать все допуски на климатические воздействия.

Сейчас эти линзы используются в пограничных контрольно-пропускных пунктах — кстати, один из немногих случаев, где наши оптические линзы прошли военную приемку. Хотя обычно продукция Changchun Yutai Optics применяется в более мирных сферах — например, в волоконной спектроскопии или УФ-стерилизации медицинских инструментов.

Ошибки, которых можно было избежать

Самая дорогая ошибка связана с термообработкой. В 2019 году пытались увеличить термостойкость линз для лазерной резки — добавили отжиг при 1100°C. Не учли, что в плавленом кварце даже минимальные примеси натрия вызывают кристаллизацию поверхностного слоя. В результате 30 линз покрылись белесым налетом — пришлось списывать.

Другая типичная проблема — чистовая промывка. Перепробовали все: от дистиллированной воды до изопропанола. Остановились на двухэтапной очистке: сначала ультразвуковая ванна с специальной химией, затем ручная протирка ватными тампонами под ламинарным потоком. Да, это ручной труд, но автоматика пока не может гарантировать отсутствие микрочастиц на поверхности.

Кстати, про автоматизацию. Пытались внедрить роботизированную установку для центровки линз — отказались. Для серийных изделий подходит, но мы часто делаем штучные заказы с индивидуальными параметрами. Человеческий глаз и руки пока точнее справляются с юстировкой, особенно для асферических линз из УФ плавленого кварца.

Перспективы и ограничения материала

Сейчас активно тестируем кварц с добавлением фтора — теоретически это должно снизить дисперсию в вакуумном УФ-диапазоне. Но пока стабильность химического состава оставляет желать лучшего: от партии к партию фторид выгорает с разной скоростью.

Интересное направление — гибридные линзы для мультиспектральных систем. Например, центральная зона из плавленого кварца для УФ, периферия — из обычного оптического стекла. Но разные КТР материалов вызывают напряжения на стыке. Пока удалось достичь приемлемых результатов только для линз диаметром до 25 мм.

Что точно не изменится в ближайшие годы — необходимость ручного контроля качества. Даже при наличии автоматизированных интерферометров окончательное решение о допуске линзы принимает технолог с 20-летним стажем. Возможно, поэтому 70% наших клиентов из лазерной и медицинской отрасли работают с нами более 5 лет — знают, что каждая Yutai оптические линзы проходит не только инструментальный, но и визуальный контроль.