Plaques de verre de quartz de haute pureté personnalisées
JGS1/JGS2/JGS3 Haute transmittance
La silice fondue est un matériau amorphe formé par la fusion de
dioxyde de silicium de haute pureté haute température, suivie d'un
refroidissement rapide. Elle présente d'excellentes propriétés
optiques, une stabilité thermique et une inertie chimique. En
fonction des niveaux de pureté et de la transmittance
ultraviolette, elle est classée en trois grades :JGS1, JGS2 et JGS3.
Classification par performance optique :
1. JGS1 (Silice fondue optique ultraviolet lointain)
- Produite partir de SiCl₄ comme matière première, fondue dans une
flamme hydrogène-oxygène de haute pureté. Contient une teneur
élevée en hydroxyle (≈2000 ppm) et démontre une transmittance
ultraviolette exceptionnelle, en particulier dans la région UV
ondes courtes. La transmittance dépasse 90 % 185 nm. La silice
fondue synthétique présente un fort pic d'absorption 2730 nm sans
structure granulaire. C'est un matériau optique idéal pour la gamme
185–2500 nm.
2. JGS2 (Silice fondue optique ultraviolette)
- Fabriquée partir de matière première cristalline par raffinage au
gaz. Contient des dizaines de ppm d'impuretés métalliques. Présente
un pic d'absorption 2730 nm (teneur en hydroxyle : 100–200 ppm)
avec des stries et une structure granulaire. C'est un matériau
approprié pour la gamme de longueurs d'onde 220–2500 nm.
3. JGS3 (Silice fondue optique infrarouge)
- Produite partir de matières premières de quartz cristallin ou de
sable de quartz de haute pureté en utilisant un four pression sous
vide (méthode de fusion électrique). Contient des dizaines de ppm
d'impuretés métalliques. Caractérisée par un minimum de bulles, une
structure granulaire fine, des stries et une teneur en OH
négligeable. Offre une haute transmittance infrarouge (>85 %).
Applicable comme matériau optique pour la gamme 260–3500 nm.
Principaux domaines d'application du verre de quartz JGS1/JGS2/JGS3
1. Systèmes optiques haut de gamme
- JGS1 : Lentilles pour machines de lithographie DUV, miroirs de
télescopes spatiaux, composants de collimation laser UV.
- JGS2 : Dispositifs optiques grand public tels que les objectifs
d'appareil photo, les prismes de projecteur, les objectifs de
microscope.
- JGS3 : Fenêtres pour imageurs thermiques infrarouges, miroirs de
focalisation pour lasers CO₂.
2. Fabrication de semi-conducteurs
- Substrats de photomasque : JGS1 est un matériau de base pour les
substrats de photomasque de lithographie EUV en raison de son
coefficient de dilatation thermique ultra-faible (5,5×10⁻⁷/℃) et de
sa haute transmittance UV.
- Supports de traitement des plaquettes : JGS2 est utilisé pour les
composants de haute température tels que les tubes de four de
diffusion de semi-conducteurs et les supports de barquettes.
3. Technologie laser
- Systèmes laser haute énergie : JGS1 est utilisé pour la fabrication
de miroirs de résonateur pour les lasers Nd:YAG (seuil de dommage
induit par laser : 15 J/cm²).
- Transmission laser infrarouge : JGS3 convient aux cbles de
transmission laser CO₂ une longueur d'onde de 10,6 μm.
4. Aérospatiale
- Fenêtres de vaisseau spatial : JGS1 est utilisé pour les fenêtres
résistantes aux radiations dans les capteurs optiques distants par
satellite (résiste aux radiations spatiales).
- Dômes de missiles : JGS3 est appliqué dans les têtes chercheuses
infrarouges de véhicules hypersoniques en raison de son excellente
résistance aux chocs thermiques (ΔT > 1000°C).
5. Éclairage spécial
- Lampes UV : Les lampes UV de haute pureté fabriquées partir de JGS1
sont utilisées pour le traitement de l'eau et la stérilisation
médicale.
- Boîtiers de lampes au mercure : JGS2 est utilisé pour la
fabrication de boîtiers transparents pour les lampes au mercure
haute pression, résistants aux chocs thermiques.
5. Équipement de recherche scientifique
- Installations de rayonnement synchrotron : JGS1 est utilisé pour
les fenêtres de ligne de faisceau et les composants de
monochromateur.
- Détecteurs de particules : JGS2 sert de milieu transparent pour les
radiateurs Cherenkov.
Caractéristiques de traitement du verre de quartz JGS1/JGS2/JGS3
- Recuit de précision :Le recuit en gradient multi-étapes (jusqu' 1300°C) élimine les
contraintes internes et empêche la distorsion optique.
- Traitement de surface :Le polissage magnétorhéologique (MRF) permet d'obtenir une rugosité
de surface Ra < 0,5 nm (adapté la lithographie EUV).
- Technologie de revêtement :Les revêtements applicables comprennent les revêtements antireflet
(AR), haute réflexion (HR) et résistants la corrosion (par exemple,
le fluorure de magnésium).
Propriétés optiques du verre de quartz JGS1/JGS2/JGS3
Longueur d'onde (μm) | Indice de réfraction (JGS1) | Indice de réfraction (JGS2) | Indice de réfraction (JGS3) |
0,200 | 1,55051 | 1,000 | 1,45042 |
0,220 | 1,52845 | 1,064 | 1,44962 |
0,250 | 1,50745 | 1,100 | 1,44895 |
0,300 | 1,48779 | 1,200 | 1,44805 |
0,400 | 1,47012 | 1,600 | 1,44442 |
0,500 | 1,46233 | 1,900 | 1,43951 |
0,600 | 1,45840 | 2,000 | 1,43474 |
0,800 | 1,45175 | 3,707 | 1,39936 |
Spécifications standard du verre de quartz JGS1/JGS2/JGS3
Propriété | Valeur |
Densité | 2,20 g/cm³ |
Nombre d'Abbe | 67,6 |
Indice de réfraction (588 nm) | 1,4586 |
Dureté | 5,5–6,5 Mohs |
Résistance la traction de conception | 4,8×10⁷ Pa (N/mm²) (7000 psi) |
Résistance la compression de conception | >1,1×10⁹ Pa (160 000 psi) |
Module de Young | 7,2×10¹⁰ Pa (4,5×10⁶ psi) |
Coefficient de Poisson | 0,17 |
Coefficient de dilatation thermique | 5,5×10⁻⁷ cm/cm·℃ (20℃–320℃) |
Conductivité thermique | 1,4 W/m·℃ |
Chaleur spécifique | 670 J/kg·℃ |
Point de ramollissement | 1683℃ |
Point de recuit | 1215℃ |
Point de contrainte | 1120℃ |
Résistivité électrique | 7×10⁷ ohm·cm (350℃) |
Stabilité chimique | Très résistant l'eau et aux acides, l'exception de l'acide
fluorhydrique |
Verre de quartz JGS1/JGS2/JGS3 Q&R
Q1 : Quelles sont les principales différences entre la silice
fondue JGS1, JGS2 et JGS3 ?
R1 : JGS1 offre une transmission UV >90 % (185 nm) avec une
teneur en OH de 2000 ppm, JGS2 fournit une transmission de 220 2500
nm avec 200 ppm de OH, tandis que JGS3 offre une transmission IR
>85 % avec une teneur en OH quasi nulle.
Q2 : Quel grade de silice fondue est le meilleur pour les
applications laser UV ?
R2 : JGS1 est idéal pour les lasers UV en raison de sa
transmittance de 90 %+ 185 nm et de son seuil de dommage laser de
15 J/cm².
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