¿Cómo elegir la hoja de ventana óptica adecuada para su proyecto?

Introducción

Una pieza de ventana óptica es un elemento óptico que transmite luz y que suele estar fabricado con materiales transparentes como el vidrio, el cuarzo y el vidrio óptico ordinario. Su función principal es proteger los componentes del interior del equipo y transmitir señales ópticas. En los equipos ópticos, las ventanas ópticas se utilizan a menudo para proteger las lentes, los filtros, las fibras ópticas y otros componentes de la contaminación ambiental externa y los daños físicos, como el polvo, la lluvia, la oxidación, etcétera. Además, las ventanas ópticas también pueden ajustar el flujo luminoso y el espectro, para adaptarse a las necesidades de diferentes ocasiones, y controlar y ajustar la dirección y el ángulo de incidencia del haz de luz.

Fig.1 Diferentes hojas de ventanas ópticas

Los distintos escenarios de aplicación plantean exigencias casi contradictorias a las láminas de ventana óptica: mantener una excelente transmitancia óptica y, al mismo tiempo, soportar entornos extremos. En las naves espaciales, deben resistir los rayos cósmicos y las drásticas diferencias de temperatura; en las sondas submarinas, deben soportar una presión de agua ultraelevada y la corrosión por niebla salina; y en los endoscopios médicos, es necesario garantizar la bioseguridad al tiempo que se obtienen imágenes precisas. Este equilibrio de requisitos de rendimiento multidimensionales hace que la selección de materiales sea la cuestión primordial en el diseño de láminas de ventanas ópticas, y los científicos controlan la estructura cristalina, el proceso de recubrimiento y la estabilidad química de los materiales para que cada pieza del "Guardián de la Transparencia" pueda adaptarse perfectamente a los retos únicos de sus escenarios de aplicación.

En concreto, los láseres de alta energía requieren ventanas de zafiro que soporten altas temperaturas y radiaciones. Los detectores de aguas profundas confían en el cristal de zafiro azul por su resistencia a la presión y la corrosión, mientras que los endoscopios médicos utilizan cristales de fluoruro de calcio por su excelente biocompatibilidad. Desde la captura de la luz de las estrellas en los telescopios espaciales hasta el análisis de las estructuras celulares en los microscopios, y desde los paneles solares hasta los sensores infrarrojos, la ciencia de los materiales y el diseño funcional de las láminas de ventanas ópticas están intrínsecamente ligados a la precisión, estabilidad y longevidad de los equipos ópticos modernos.

Fig. 2 Principio de las ventanas ópticas

Factores a tener en cuenta al elegir las láminas para ventanas ópticas

Tipo de material

La elección del material de las láminas para ventanas ópticas requiere una combinación de rendimiento óptico, resistencia medioambiental, resistencia mecánica y rentabilidad. El vidrio óptico (por ejemplo, BK7, sílice fundida) es la opción preferida para escenarios de uso general debido a su alta transmitancia (que cubre las bandas de longitud de onda del visible al infrarrojo cercano) y a su asequibilidad, pero su resistencia a la temperatura (normalmente <500 °C) y a los impactos es limitada. El vidrio de cuarzo consigue una transmisión UV-IR de amplio espectro gracias a la sílice de pureza ultra alta, y su resistencia a altas temperaturas (>1000°C) y a los choques térmicos lo hacen adecuado para escenarios extremos, como láseres de alta energía y ventanas de observación de naves espaciales. El zafiro (alúmina monocristalina) destaca por su dureza Mohs (grado 9), sólo superada por el diamante, y su capacidad para transmitir la luz desde el ultravioleta hasta el infrarrojo medio (0,15-5,5 μm), lo que suele utilizarse en sondas submarinas, ópticas blindadas y entornos de alta abrasión. Sin embargo, su elevado índice de refracción debe optimizarse mediante recubrimiento para minimizar las pérdidas por reflexión. Los plásticos técnicos (por ejemplo, PC, PMMA) son insustituibles en escenarios de demanda de ligereza, como las lentes de drones y los dispositivos portátiles, debido a sus ventajas de ligereza, resistencia a los impactos y moldeabilidad por inyección, pero su resistencia a la temperatura (normalmente <120 °C) y a los productos químicos limitan las aplicaciones de gama alta. Los escenarios especiales también requieren materiales personalizados: por ejemplo, los cristales de fluoruro de calcio dominan los endoscopios médicos por su biocompatibilidad y sus propiedades de transmisión en el infrarrojo medio, mientras que el seleniuro de zinc se dedica a la ventana infrarroja de onda larga de los sistemas láser de CO₂. La esencia de la selección de materiales es ajustarse a los requisitos básicos -sacrificar la resistencia mecánica en pos de una transmisión luminosa extrema y equilibrar el coste con la resistencia medioambiental- y las modernas tecnologías de recubrimiento están ampliando los límites del rendimiento de los materiales.

Fig. 3 Vidrio óptico de alta transmisión luminosa

Espesor

El grosor de una lámina de ventana óptica es una variable clave en las propiedades de acoplamiento fuerza-óptica de un material. En la dimensión de resistencia mecánica, el grosor sigue la ecuación de deflexión de la placa delgada en la mecánica de materiales (δ ∝ P-L³/(E-t³)), y la resistencia a la flexión es inversamente proporcional al cubo del grosor, lo que significa que un aumento del 25% en el grosor mejora la resistencia a la deformación en aproximadamente un 95%, pero también da lugar a un aumento lineal del peso. En la dimensión del rendimiento óptico, el grosor afecta directamente a la longitud de recorrido óptico: cuando el grosor de la lámina de la ventana supera λ/(2Δn) (λ es la longitud de onda, Δn es la falta de homogeneidad del índice de refracción), pueden desencadenarse aberraciones de frente de onda, especialmente en sistemas láser de alta potencia, en los que un grosor excesivo exacerba el efecto de lente térmica (la ecuación de enfoque térmico, f ∝ κ-t/(α-P). (donde κ es la conductividad térmica, α es el coeficiente de absorción y P es la potencia). Por otro lado, la transmitancia muestra una relación no lineal: según la ley de Beer-Lambert, la transmitancia T = (1-R)²-e^(-αt) (R es la reflectancia de la superficie), y un aumento del grosor amplifica el efecto de la absorción intrínseca del material (el término α); por ejemplo, la transmitancia de una sílice fundida de 5 mm de grosor en la banda ultravioleta (UV) (200 nm) disminuye hasta un 40% en comparación con un grosor de 1 mm. Por lo tanto, la optimización del espesor es esencialmente una solución óptima de Pareto entre la resistencia a la compresión, el control de la aberración y la eficacia de transmisión de la luz.

Fig. 4 Láminas de cuarzo para ventanas de distintos grosores

En escenarios de presión extrema (como sumergibles a 5000 metros de profundidad), la lámina de ventana necesita cumplir la fórmula de resistencia a la compresión P_collapse = K-E/(1-ν²)-(t/D)² (K es el factor de forma, ν es la relación de Poisson, D es el diámetro), normalmente se utiliza zafiro monocristalino con un espesor de hasta 8-15mm, y su resistencia a la compresión de 3,2GPa con un diseño de alto espesor para soportar una presión hidrostática de 60MPa. Mientras que el sistema óptico estándar (como la ventana de protección de la lente del objetivo del microscopio) sigue el principio de adelgazamiento, el uso de 1-3mm de espesor de vidrio óptico BK7, no sólo para cumplir con los requisitos de λ/4 planitud de la superficie (valor PV <0,5μm), sino también para controlar el peso de la carga del sistema dentro de 0,5%. Para los láseres de CO₂ de alta potencia (longitud de onda de 10,6 μm), las ventanas de seleniuro de zinc de 0,5-1 mm de grosor se convierten en estándar, un grosor que tanto controla el desplazamiento de enfoque inducido térmicamente dentro del 10% de la longitud de Rayleigh (Z_R = πω₀²/λ) como garantiza una transmisión >99% (conseguida mediante revestimientos antirreflectantes de 1/4 de longitud de onda). En el sector aeroespacial, la selección del grosor también tiene en cuenta los modos vibratorios: las ventanas de sílice fundida para las cargas útiles ópticas típicas de los satélites tienen un grosor de 2 mm para que su frecuencia de resonancia de primer orden evite la banda de vibración de banda ancha de 20-2000 Hz de los lanzamientos de cohetes. Esta precisa personalización del grosor refleja la inteligencia de diseño a escala cruzada, desde las propiedades intrínsecas del material hasta la ingeniería a nivel de sistema.

Propiedades ópticas

La transmitancia, la absorbancia y la reflectancia de una hoja de ventana óptica constituyen el "triángulo de oro" de su rendimiento óptico, que determinan conjuntamente la eficacia de transmisión de la señal óptica y la relación señal/ruido del sistema. Según la ley de Bill Lambert, transmitancia T = (1-R)2e-αtT = (1-R)2e-αt (RR para la reflectividad, αα para el coeficiente de absorción, tt para el grosor), cuando la banda ultravioleta (200-400nm) necesita una transmitancia > 90%, la sílice fundida (α<0.1 cm-¹ @200nm) y el fluoruro de calcio se convierten en la opción preferida, mientras que el vidrio óptico ordinario será eliminado en esta banda debido a los picos de absorción causados por las impurezas de iones ferrosos (α>1 cm-¹). Para la ventana de infrarrojos (3-12 μm), el seleniuro de zinc mantiene una baja absorción de α<0,02 cm-¹ en el infrarrojo de onda larga (8-12 μm), mientras que el germanio tiene una transmitancia superior (>99% @10,6 μm) pero su coeficiente de absorción sensible a la temperatura (α crece exponencialmente con la temperatura) requiere el uso de refrigeración termoeléctrica.

En el campo de la protección UV (por ejemplo, litografía UV), se utilizan sustratos de sílice fundida con revestimiento antirreflectante de MgF₂ (reflectividad <0,5% @193nm), mientras que el contenido de hidroxilo se controla estrictamente (<1ppm) para suprimir la banda de absorción a 248nm. Las ventanas visibles (por ejemplo, las lentes de las cámaras) suelen estar hechas de vidrio BK7 (transmitancia >92% @400-700nm) combinado con un revestimiento AR de banda ancha (reflectividad <0,3%), y su absorbancia se mantiene en <0,1% controlando la concentración de impurezas Ce³+. Para el sistema de imágenes térmicas por infrarrojos, los materiales se seleccionan con precisión en función de la banda de trabajo: la oblea de silicio se utiliza para el infrarrojo de onda corta (SWIR, 1-3 μm) (transmitancia >50%), el zafiro se utiliza para el infrarrojo de onda media (MWIR, 3-5 μm) (se requiere un pulido especial para que la rugosidad de la superficie sea <5 nm para reducir la pérdida por dispersión), y el sulfuro de zinc (ZnS) cultivado por deposición química en fase vapor (CVD) es estándar para el infrarrojo de onda larga (LWIR, 8-14 μm). Sulfuro de zinc (ZnS). Para los sistemas de espectro completo (por ejemplo, los espectrofotómetros), el fluoruro de magnesio (región UV), la sílice fundida (región visible) y el fluoruro de bario (región IR) se combinan en una ventana compuesta mediante una técnica de apilamiento multicapa, con los grosores de las capas ajustados ópticamente según d=λ/(4n)d=λ/(4n).

Tabla 1 Rendimiento de la ventana óptica Tríada de núcleos y adaptación de longitudes de onda

Propiedades ópticas y resistencia mecánica

La optimización del rendimiento de la lámina de ventana óptica es un campo multifísico acoplado a la ingeniería de precisión, cuyo núcleo comienza con las propiedades ópticas y la profundidad de los parámetros intrínsecos de la unión del material - transmitancia, absortividad y reflectancia de la composición del "triángulo de energía óptica" define directamente los límites de la relación señal-ruido del sistema. En la litografía UV, la sílice fundida se convierte en la piedra angular de la ruta óptica EUV por su transmitancia >99% a 193nm (α<0,1cm-¹) y reflectancia reducida al 0,2% por el recubrimiento de MgF₂; mientras que el sistema de imagen térmica infrarroja se basa en la transmitancia intrínseca del seleniuro de zinc de >70% en la banda de 8-12μm, y la pérdida de reflexión superficial suprimida a <0,5μm por el recubrimiento de película de diamante. La pérdida por reflexión superficial se suprime a <0,5% mediante el recubrimiento de diamante. La calidad de la superficie, como primera interfaz para la transferencia de energía óptica, determina el rendimiento del sistema con precisión nanométrica: las ventanas de giroscopio láser requieren una planitud superficial λ/20 (PV <15nm) para mantener una aberración de frente de onda <0.001λ de aberración de frente de onda, y las superficies controladas contra arañazos de clase 0 por la norma MIL-PRF-13830B permiten que los sistemas láser de alta energía superen el umbral de daño de 50J/cm²; La ventana de zafiro está pulida magnetoreológicamente a 0,3nm de rugosidad RMS, y con el recubrimiento de tipo diamante (DLC) depositado por haz de iones, consigue >10⁹ ciclos de fricción de protección contra arañazos en el entorno marciano de arena y polvo. En la dimensión mecánica, la selección de materiales debe sincronizarse para agrietar la ecuación mecánica y la función de corrosión ambiental: el zafiro(cristal único de Al₂O₃) se convierte en la primera opción para las ventanas de observación de sondas de aguas profundas con dureza Mohs 9 y 3.2 GPa de resistencia a la compresión, y su diseño geométrico semiesférico controla la deformación bajo una presión hidrostática de 60 MPa a ＜5 μm mediante la fórmula de distribución de tensiones σ=Pr/(2t); y el sistema óptico aeroespacial adopta el vidrio ULE con CET ≈ 0,05×10-⁶/°C, la tensión interfacial de la estructura ventana-soporte es <10MPa en el cambio de temperatura de -150~+100°C mediante tecnología de adaptación del CET a nivel molecular. Frente al ataque multiambiental, la ingeniería de superficies moderna ha construido un sistema de defensa multidimensional: deposición química de vapor mejorada por plasma (PECVD) de película multicapa de HfO₂/Al ₂O₃ que puede mantener >5 años de vida protectora en el líquido corrosivo de pH=0~14; revestimiento compuesto hidrofóbico-antiestático con estructura de ojo compuesto biónico (ángulo de contacto >160°, resistencia superficial <1kΩ/sq) permite a la bola fotoeléctrica UAV realizar una adherencia cero de las gotas en la selva tropical; y la capa antirreflectante de amplio espectro ultrasuperficial basada en el principio de la fotónica no ermiónica (reflectancia <0.1% @400- 1600nm) está convirtiendo la bombilla fotoeléctrica del UAV en una capa antirreflectante. 1600nm), llevando el aprovechamiento de la energía luminosa de las ventanas ópticas al límite teórico del 99,9%.

Tabla 2 Parámetros de rendimiento y rango de adaptación

Hojas de ventana óptica de varios materiales

Hojas de ventana de Si

El silicio es adecuado para su uso en la banda del infrarrojo cercano en la región de 1,2-8 μm. Dado que el silicio se caracteriza por su baja densidad (su densidad es la mitad de la de los materiales de germanio o seleniuro de zinc), es particularmente adecuado para aplicaciones en las que los requisitos de peso son sensibles, especialmente en la banda de 3-5 μm. El silicio tiene una dureza Knoop de 1150, que es más dura que la del germanio y no tan frágil como ésta. Sin embargo, no es adecuado para aplicaciones de transmisión en láseres de CO2 debido a su fuerte banda de absorción a 9um.

El monocristal de silicio (Si) es un material químicamente inerte, duro e insoluble en agua. Tiene una buena transmisión de luz en la banda de 1,2 -7um, y también tiene una buena transmisión de luz en la banda del infrarrojo lejano de 30-300μm, que no es una característica de otros materiales infrarrojos. El monocristal de silicio (Si) suele utilizarse como sustrato para ventanas ópticas y filtros ópticos infrarrojos de onda media de 3 -5μm. Debido a la buena conductividad térmica y baja densidad del material, se utiliza a menudo en la producción de espejos láser y más sensible al peso del volumen de la ocasión. Lentes de silicio o ventanas, el uso de cristal único de silicio de grado óptico, el rango de diámetro es: 5 ~ 260mm, la precisión de la superficie es por lo general hasta 40/20, la planitud de la superficie de hasta: λ/10 @ 633nm (la relación entre el espesor de la lente y el diámetro de la lente para cumplir con la relación de transformación).

Fig. 5 Hoja de ventana de Si

Hoja de ventana de Ge

Los materiales de germanio tienen un índice de refracción muy alto (alrededor de 4,0 en la banda de 2-14 μm), y cuando se utilizan como vidrio de ventana, pueden recubrirse según sea necesario para aumentar la transmitancia en la banda correspondiente. Además, las propiedades de transmitancia del germanio son extremadamente sensibles a los cambios de temperatura (la transmitancia disminuye al aumentar la temperatura), por lo que sólo pueden utilizarse a temperaturas inferiores a 100℃. La densidad del germanio (5,33 g/cm3) se tiene en cuenta en el diseño de sistemas con estrictos requisitos de peso. Las ventanas de germanio tienen un amplio rango de transmisión (2-16 μm) y son opacas en el rango espectral visible, lo que las hace especialmente adecuadas para aplicaciones de láser infrarrojo. La dureza Knoop del germanio es de 780, aproximadamente el doble que la del fluoruro de magnesio, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones en el campo IR de la óptica variable.

Debido a que el Ge tiene una alta dureza de Nu, se utiliza a menudo en sistemas infrarrojos que requieren una mayor intensidad, debido a su alto índice de refracción, por lo general se chapará con una película de mejora de la transmitancia en Ge, las bandas comúnmente utilizadas son de: 3~12um o 8~12um. la tasa de transmitancia del Ge disminuirá con el aumento de la temperatura cuando se calienta, estrictamente hablando, la mejor temperatura para la mejor aplicación del Ge es por debajo de 100 grados centígrados en el medio ambiente, cuando se aplica en sistemas sensibles al peso, se recomienda que los diseñadores tengan en cuenta las características de alta densidad del Ge. La relación entre el tamaño y el grosor de la lente debe ser por la relación de procesamiento, y el peso debe ser por los requisitos de diseño. Las lentes y ventanas de Ge están disponibles en diámetros que van de 5 a 260 mm, con precisiones de superficie de hasta 20/10, y planitud de superficie de hasta λ/10@633 nm (la relación entre el grosor de la lente y el diámetro debe ser por la relación de procesamiento).

Fig. 6 Hoja de ventana de Ge

Hoja de ventana de ZnSe

Debido a que el ZnSe tiene un bajo coeficiente de absorción y un alto coeficiente de expansión térmica, se utiliza comúnmente como material de sustrato para espejos y divisores de haz en sistemas láser de CO2 de alta potencia. Sin embargo, debido a la relativa blandura del ZnSe (120 en la escala de Knoop), es fácil que se raye, por lo que no se recomienda utilizarlo en entornos agresivos, y es mejor llevar protectores de dedos o guantes al sujetarlo y limpiarlo con fuerza uniforme. el diámetro de las ventanas o lentes de ZnSe oscila entre 5~220mm, y la precisión de la superficie puede ser de hasta 20/10, y la planitud de la superficie puede ser de hasta λ/10@633nm (la relación entre el grosor de las lentes y el diámetro debe cumplir la relación de procesamiento).

Fig. 7 Hoja de ventana de ZnSe

Lámina con ventana de CaF2

El fluoruro de calcio tiene una alta transmitancia desde el UV hasta el infrarrojo medio (250nm~7um), por lo que se utiliza ampliamente en la fabricación de prismas, ventanas y lentes, etc. En algunas aplicaciones con una amplia gama espectral, puede utilizarse directamente sin revestimiento, sobre todo porque tiene baja absorción y alto umbral láser, lo que resulta muy adecuado para los sistemas ópticos de láser excimer. Lentes o ventanas de fluoruro de calcio, rango de diámetro: 5~150mm, precisión de la superficie normalmente hasta 40/20, planitud de la superficie hasta: λ/10@633nm (la relación entre el grosor de la lente y el diámetro debe ser por la relación de procesamiento).

Fig. 8 CaF2 Window Sheet

Hoja de ventana de BaF2

Cristales de fluoruro de bario tienen una amplia gama de transmitancia, con buena transmitancia en el rango de longitud de onda de 0,13μm~14μm. Los cristales sencillos y los policristales presentan un rendimiento similar; sin embargo, la producción de cristales sencillos es difícil, por lo que son dos veces más caros que los policristales. Puede utilizarse para ventanas de conmutación de infrarrojos, ventanas de análisis de gases de Fourier, detección de petróleo y gas, láseres de alta potencia, instrumentos ópticos, etc. En la lente o ventana de fluoruro de bario, el rango de diámetro es: 5~150mm, la precisión de la superficie suele ser de hasta 40/20, y la planitud de la superficie puede ser de hasta: λ/10@633nm (la relación entre el grosor de la lente y el diámetro debe ajustarse a la relación de procesamiento).

Aplicaciones habituales de las láminas ópticas con ventana

Como "interfaz sensorial inteligente" del sistema óptico, la lámina de ventana óptica muestra penetración técnica en siete campos fundamentales: en el campo aeroespacial, la ventana de sílice fundida del telescopio Hubble capta la luz estelar a 13.000 millones de años luz con una precisión de superficie de λ/20, mientras que el Mars Rover adopta una ventana compuesta de zafiro-aluminio-titanio que mantiene la imagen panorámica en la diferencia de temperatura extrema de -120°C~+80°C. En la industria del automóvil, la ventana de nitruro de aluminio del LIDAR (transmitancia >95%@905 nm) consigue una precisión de alcance milimétrica a una frecuencia de barrido de 200 Hz gracias a la tecnología de embalaje antivibraciones. En el sector de la automoción, la ventana de nitruro de aluminio del LIDAR (transmitancia >95%@905nm) consigue una precisión de alcance milimétrica a una frecuencia de exploración de 200 Hz gracias a la tecnología de encapsulado antivibraciones, mientras que las pantallas de visualización frontal del HUD se basan en resinas ópticas en forma de cuña (índice de refracción de 1,53±0,002) para eliminar las aberraciones fantasma; en la endoscopia médica, la microventana de fluoruro de magnesio con un diámetro de sólo 2.En la endoscopia médica, la microventana de fluoruro de magnesio de sólo 2,8 mm de diámetro (biocompatibilidad de clase VI), equipada con un revestimiento de adsorción antiproteínica, consigue una transmisión de imágenes de clase 4K en la cavidad del cuerpo humano.6μm), y el algoritmo de compensación de fase inducida térmicamente contrarresta el efecto de lente térmica de los láseres de clase kilovatio; en el campo de la electrónica de consumo, el sensor TOF de los teléfonos inteligentes adopta una ventana antirreflectante nanoimpresa (reflectancia＜0,3%@850nm), mientras que el sensor TOF de los teléfonos inteligentes adopta una ventana antirreflectante nanoimpresa (reflectancia＜0,3%@850nm). 850nm), mientras que la pantalla táctil de zafiro de los smartwatches se refuerza mediante intercambio iónico para aumentar la dureza Mohs a 8,5; en seguridad de defensa, los mástiles optoelectrónicos de los vehículos blindados están equipados con ventanas compuestas de borosilicato y carburo de silicio que pueden resistir el impacto de balas perforantes de blindaje de 7.62 mm (norma EN1063 BR7), y los sistemas optoelectrónicos submarinos utilizan ventanas semiesféricas de sulfuro de zinc (resistentes a una presión de 60 MPa) para lograr el reconocimiento óptico submarino a 100 metros. Estas innovadoras aplicaciones revelan que la ventana óptica ha pasado de ser un elemento protector pasivo a un soporte funcional activo que integra la ciencia de los materiales, la óptica de precisión y los algoritmos inteligentes, ampliando continuamente los límites dimensionales de la percepción humana del mundo físico.

Fig. 9 Ventanas ópticas para instrumentos de ensayo

Conclusión

Como componente clave del sistema óptico, la selección del material y el diseño del rendimiento de la ventana óptica se centran siempre en el equilibrio integral de la transmitancia, la resistencia mecánica y la adaptabilidad al entorno. Los sistemas de materiales representados por la sílice fundida, el zafiro y el seleniuro de zinc han logrado una adaptación óptica precisa en toda la gama de longitudes de onda, desde el ultravioleta (200 nm) hasta el infrarrojo de onda larga (14 μm), mediante la optimización de la estructura cristalina (por ejemplo, la transmitancia ultravioleta de la sílice de alta pureza), la tecnología de revestimiento superficial (por ejemplo, el chapado antirreflectante y resistente a la corrosión) y el proceso de mecanizado de precisión (por ejemplo, el control de la rugosidad superficial a escala subnanométrica). En situaciones de aplicación extremas, la adecuación de las propiedades de los materiales a las necesidades de ingeniería se convierte en el núcleo: los sistemas ópticos aeroespaciales se basan en el bajo coeficiente de expansión térmica de la sílice fundida (0,05×10-⁶/°C) y la resistencia a la radiación para garantizar la estabilidad de las imágenes de las sondas de espacio profundo; los endoscopios médicos utilizan ventanas biocompatibles de fluoruro de magnesio (según ISO 10993) para mantener el 92% de la transmisión de luz visible y evitar el riesgo de daños. El endoscopio médico adopta una ventana de fluoruro de magnesio biocompatible (conforme a la norma ISO 10993), que mantiene el 92% de transmitancia de luz visible evitando al mismo tiempo el rechazo de los tejidos humanos; y el láser de alta energía suprime el efecto de lente térmica mediante el dopaje en gradiente del material de seleniuro de zinc (umbral de daño>5J/cm²). El sistema tecnológico actual demuestra que la mejora del rendimiento de las ventanas ópticas depende de la sinergia multidisciplinar de la ciencia de los materiales, la ingeniería óptica y la fabricación de precisión, y sus aplicaciones transversales (que abarcan la exploración del espacio profundo, la biomedicina, la defensa y la seguridad nacionales, etc.) no sólo validan la eficacia de las soluciones de materiales existentes, sino que también proporcionan un apoyo fundamental para el funcionamiento fiable de los sistemas optoelectrónicos en entornos complejos.

Stanford Advanced Materials (SAM) se especializa en la producción de láminas de ventanas ópticas de alto rendimiento mediante la ciencia avanzada de materiales y la ingeniería de precisión. Ofrecemos soluciones personalizadas que garantizan una transmitancia óptica, una resistencia mecánica y una resistencia medioambiental superiores para una amplia gama de aplicaciones.

Lectura relacionada:

Ventanas ópticas