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Le silicium (Si) est l'un des minerais les plus durs et des matériaux optiques disponibles pour l'usage dans le NIR (1µm) environ 6µm. Le silicium optique de qualité est habituellement enduit (5 40 ohms cm) pour empêcher des bandes d'absorption dans la bande de fréquences de transmission. Le silicium a un indice de réfraction inférieur que le germanium et a un plus faible densité qui conduit aux conceptions optiques moins importantes.
Le silicium est idéal pour l'usage comme fenêtres dans la bande de fréquences de 3 de 5µm (MWIR) et comme substrat pour les filtres optiques. Cette bande de fréquences (3 5µm) est importante pour la détection des sources rayonnant une température corporelle noire de 700K, tel que la lueur de bouche des armes feu, telles que des fusils de tireur isolé et des morceaux de mortier. Sa transmission est environ 50% dans le 1 les 6µm et au-dessus de 50µm, qui signifieront que des revêtements d'antiréflexion sont exigés pour améliorer la transmission.
Les composants optiques de MWIR construits du silicium, ou tout
autre matériel approprié, peuvent être employés pour établir une
unité dont peut détecter la lueur de bouche, par exemple, un fusil
de tireur isolé. La détection des tireurs isolés est de grande
importance dedans, par exemple, l'Afghanistan, autant de vies
militaires sont perdus aux tireurs isolés. L'éclair d'arme feu d'un
fusil de tireur isolé a une distribution spectrale distincte des
gaz chauds qui sont émis. Ces gaz sont, par exemple, des Co et des
H2 ainsi que le CO2, le N2 et les H2O qui produisent les émissions
distinctes dans la bande de 3 de 5µm.
Le silicium a une capacité thermique élevée qui lui fait l'idéal pour des miroirs de laser.
Les composants optiques de MWIR construits du silicium, par exemple, doivent être examinés pour s'assurer qu'ils répondent aux spécifications de conception. Des interféromètres de MWIR sont utilisés pour déterminer la qualité extérieure en termes de nombre de franges que la surface est du exigé. Les interféromètres peuvent mesurer surfaces plates de différence ou sphériques relatives. Des optique convergentes ou de divergences supplémentaires sont exigées pour s'assurer que la poutre d'interrogation rétro-est reflétée de retour le long du chemin d'incident pour les surfaces convexes et concaves. Pendant que l'interféromètre de MWIR est utilisé pour déterminer l'exactitude des surfaces, puis ses composants doivent être fabriqués selon des spécifications plus élevées que cela requis pour la surface. Ces surfaces de référence doivent être décelables une norme nationale, telle que le NPL au R-U. Quelques applications typiques où le silicium est employé sont des systèmes de détection, de représentation d'instantané d'arme feu de MWIR, et des interféromètres de MWIR.
Matériel | Germanium de monocristal |
Chaîne de revêtement de l'AR | 3-5um |
Réflectivité plus de Chaîne @ 0° AOI de revêtement de l'AR | Ravg < 1,5%, 3-5um |
Transmission plus de Chaîne @ 0° AOI de revêtement de l'AR | Tavg > 97%, 3-5um |
Tolérance de diamètre | +0.0/-0.1 millimètres |
Tolérance d'épaisseur | ±0.1 millimètre |
Parallélisme | minute de 3 arcs |
Qualité extérieure | 60-40 Éraflure-fouille |
Planéité extérieure (Côté de Plano) | λ/2 633nm |
Irrégularité extérieure (Crête la vallée) | λ/2 633nm |
Ouverture claire | >Ø10.16 millimètre ( » lentilles Ø1/2) >Ø20.32 millimètre ( » lentilles Ø1) |
Longueur d'onde de conception | μm 10,6 |
Formule chimique | SI |
Poids moléculaire | 28,09 |
Classe en cristal | Cubique |
Constante de trellis, Å | 5,43 |
Densité, g/cm3 293 K | 2,329 |
Constante diélectrique pour 9,37 x 109 hertz | 13 |
Point de fusion, K | 1690 |
Conduction thermique, avec (m K) 125K 313K 400K | 598,6 163 105,1 |
Dilatation thermique, 1/K 75K 293K 1400K | -0,5 x 10-6 2,6 x 10-6 4,6 x 10-6 |
La chaleur spécifique, calorie (g K) 298K 1800K | 0,18 0,253 |
La température de Debye, K | 640 |
Bandgap, eV | 1,1 |
Hydrosolubilité | Aucun |
Dureté de Knoop, kg/mm2 | 1100 |
Dureté de Mohs | 7 |
Module de Young, GPa | 130,91 |
Module de cisaillement, GPa | 79,92 |
Module de compressibilité, GPa | 101,97 |
Le coefficient de Poisson | 0,28 |