Fenêtre optique BK7 CaF2 ZnSe pour systèmes optiques UV et IR

BK7 CaF2 ZnSe Lentille de fenêtre optique pour systèmes optiques UV et IR

1. Composition du matériau et fonction principale :

• Solution de matériau hybride : combine trois matériaux optiques distincts (verre BK7, cristal de fluorure de calcium, séléniure de zinc) en un seul élément de fenêtre/lentille de protection.

• Fonction principale : sert de barrière environnementale robuste et de transmetteur à large bande pour les systèmes optiques fonctionnant dans les spectres ultraviolets (UV), visibles (VIS) et infrarouges (IR).

2. Principales propriétés des matériaux et forces spectrales :

• Verre BK7 (borosilicaté) :

  • Transmission : excellente dans le spectre visible (VIS).

  • Propriétés : grande durabilité mécanique, bonne résistance chimique, rentable. Fournit une intégrité structurelle.

• CaF2 (fluorure de calcium) :

  • Transmission : transmission UV profonde exceptionnelle (jusqu'à ~190 nm), bonne dans le VIS et le proche infrarouge (NIR). Résiste au noircissement par rayonnement.

  • Propriétés : faible dispersion de l'indice de réfraction, faible dilatation thermique, seuil de dommage laser élevé. Relativement mou.

• ZnSe (séléniure de zinc) :

  • Transmission : transmission à large bande exceptionnelle du NIR au lointain IR/LWIR (jusqu'à ~20 µm).

  • Propriétés : essentiel pour les lasers IR thermiques et CO₂ (10,6 µm), bonne résistance aux chocs thermiques. Modérément mou, sensible à l'humidité/à l'abrasion (nécessite souvent des revêtements).

3. Propriétés critiques combinées :

• Transmission ultra-large bande : couvre de manière transparente les longueurs d'onde UV (via CaF2), VIS (via BK7/CaF2) et IR (via ZnSe/CaF2) en un seul composant.

• Barrière environnementale robuste : protège les optiques internes sensibles (capteurs, lasers, détecteurs) de la poussière, de l'humidité, des contaminants et des dommages physiques.

• Intégrité optique : maintient une faible distorsion du front d'onde pour une transmission précise de la lumière.

• Durabilité : tire parti de la dureté du BK7 tout en bénéficiant des capacités de manipulation thermique et laser du CaF2/ZnSe.

4. Fonction principale :

• Transmettre efficacement la lumière sur le spectre UV-VIS-IR tout en scellant hermétiquement et en protégeant les composants internes d'instruments optiques sophistiqués fonctionnant dans ces gammes de longueurs d'onde exigeantes.

5. Applications clés (systèmes UV et IR) :

• Systèmes d'imagerie multispectrale et hyperspectrale : couvrant les gammes UV-VIS-NIR-SWIR-MWIR-LWIR.

• Systèmes laser haute puissance : fenêtres de protection pour les lasers à excimères UV, les lasers Nd:YAG à multiplication de fréquence et, en particulier, les lasers CO₂ (10,6 µm) où le ZnSe excelle.

• Imagerie thermique (caméras IR) : fenêtres pour les caméras SWIR, MWIR et LWIR (par exemple, les systèmes FLIR).

• Spectroscopie à large bande : spectromètres FTIR, UV-VIS-NIR nécessitant un large accès spectral.

• Défense et aérospatiale : dômes et fenêtres pour les systèmes de recherche de missiles, les systèmes de surveillance, les nacelles de ciblage.

• Instruments scientifiques et de recherche : équipements nécessitant des performances sur les longueurs d'onde UV et IR extrêmes.