Германиевые линзы что это

Как это работает — Германиевая оптика

Вы можете встроить плеер с данным видео в сайт. Для этого выберите размер плеера и скопируйте полученный код.

Описание

Полезные видеоматиралы по электронике от крупнейшего поставщика ЗАО ЧИП и ДИП

Традиционно полупроводниковый материал Германий рассматривался в основном как сырье для производства радиоэлектронных компонентов. Однако в настоящий момент не менее важным является его применение в качестве оптического материала-в микроболометрах-высокочувствительных датчиках способных различать разницу температур в десятые доли градуса. Особенно важно такое свойство германиевых линз как точность передачи теплового изображения особенно важное в тепловизорах. Германий — материал с высоким показателем преломления, который используется для изготовления МНПВО-элементов (призм и полусфер) для спектроскопии. Его показатель преломления таков, что из германия изготавливаются эффективные светоделители с пропусканием 50 % без необходимости последующего покрытия. Он также широко используется в качестве подложки для производства светофильтров. Диапазон прозрачности германия — тепловая полоса 8-14 мкм, так что линзы из германия используются в оптических системах для тепловидения (тепловизорах, приборах ночного видения, пирометрах и др.). На поверхность оптики из германия может быть нанесено антиотражающее покрытие в виде алмазной пленки (DLC), делающее такую оптическую поверхность чрезвычайно твердой и жесткой. Кристаллы Германия (Ge) часто используют в оптических системах лазеров на CO2 благодаря их высокой теплопроводности. Поглощение Германия чрезвычайно резко возрастает при температурах, превышающих 400°С. Германий водоустойчив и допускает прямое охлаждение водой. Все это делает .

Источник

Германий оптический. Производство ИК оптики из Германия. Германиевые окна. Линзы из Германия. Германиевая оптика.

Алкор Текнолоджиз — Российский производитель оптических компонентов из Германия оптического. Мы серийно изготавливаем окна и линзы из Германия (ГМО) диаметром от 5 до 200мм с различными типами просветляющих покрытий.

Например, германиевые окна с просветляющим покрытием на 2-12мкм для широкополосных приложений и спектроскопии, германиевые линзы на 3-5мкм и 8-12мкм для тепловизоров и пирометров. По специальному заказу изготовим оптику с высокопрочным алмазоподобным DLC покрытием для тяжелых условий эксплуатации. Также мы изготавливаем МНПВО призмы из германия.

Для получения подробной информации о продукции необходимо прислать запрос электронной почте с указанием количества и точных размеров деталей. Доставка осуществляется во все регионы России.

Посетите наш каталоги: германиевые окна и германиевые линзы (на английском языке).

Спектр пропускания Германия. Толщина образца 10мм. Без просветляющего покрытия.

Наиболее важная область применения — оптика тепловизионных камер (германиевые окна и линзы), работающих в диапазоне длин волн от 8 до 14мкм. Также германиевые линзы и окна используются в тепловизорах, пирометрах, газоанализаторах, противопожарных системах. Алкор Текнолоджиз серийно выпускает ИК линзы и окна из Германия для тепловизионных объективов, в том числе менисковые линзы большого диаметра. Для защиты оптики от уличного воздействия на внешнюю линзу может быть нанесено DLC покрытие.

Германий обладает высоким показателем преломления, который используется для изготовления МНПВО-элементов для спектроскопии, эффективных светоделителей с пропусканием 50% без необходимости последующего покрытия. Он также широко используется в качестве подложки для производства интерференционных фильтров. Германий прозрачен от 2 до 14мкм.

Поглощение Германия резко возрастает при температурах, превышающих 100°С. Германий водоустойчив и допускает прямое охлаждение водой.

Высокоточная оптика из Германия — Мы можем изготовить для Вас оптические окна диаметром до 150мм из стекла и кристаллов CaF2, BaF2, Кремния, Германия с чистотой поверхности S/D 20/10, плоскостностью N=0.5 и параллелизмом до 10 угловых секунд.

Покрытия — Алкор Текнолоджиз наносит стандартные просветляющие покрытия, а также опционально можем нанести алмазоподобное DLC покрытие на окна (пластины) из Германия для ИК диапазона. DLC покрытие применяется для защиты германиевой оптики от агрессивного воздействия внешней среды (песок, дождь, морская влага и соль). Такие оптические алмазоподобные покрытия не только повышают механическую прочность изделий, но и значительно улучшают коэффициент пропускания.

Источник

Германиевые линзы что это

Тепловизоры давно прочно вошли в нашу жизнь и продолжают захватывать все новые сферы. Естественно, у пользователя, не обременённого специализированным образованием в области оптики возникает вопрос из чего же сделаны эти хитроумные приборы? В чем секрет этих детищ технологического прогресса?

Сегодня мы немного приподнимем завесу тайны и постараемся на бытовом языке рассказать, чем секрет. Но говорить мы будем не о тепловизорах в целом, а о его ключевых деталях, а именно о линзах, которые позволяют нам видеть инфракрасное излучение.

Германиевые линзы. Наиболее распространенным материалом для изготовления линз тепловизора является редкоземельный элемент германий (Ge). Германий достаточно распространенный химический элемент, но вся хитрость в том, что он «размыт» в других породах и не встречается в чистом виде. Обычно его концентрация составляет сотые доли процента. Содержание германия в цинковых, свинцово-цинковых и медно-цинковых рудах выше и это позволяет получать его в промышленных масштабах. Так и делают в большинстве стран Европы и США. В России и Китае германий получают путем сжигания углей. Выделяют летучие окиси германия, оседающие на золе после сжигания топлива.

Германий по своим технологическим свойствам наиболее подходящий материал для изготовления оптики применяемой в производстве линз тепловизоров. Диапазон пропускаемого им инфракрасного излучения составляет 1,8-23 мкм. Этот диапазон позволяет обнаруживать объекты за счет их собственного излучения.

Так же германий активно используется в производстве оборудования для волоконно-оптической промышленности. В связи с интенсивным ростом сетей 4G и 5G потребность в этом материале растет год от года, а, следовательно, и цена на этот минерал и его производные продолжает бить рекорды на биржах.

На дороговизну Германия так же влияет и то, что основные запасы руд богатых германием расположены на территории Китая. Китай понимая стратегическую важность этого сырья запретил его вывоз из страны в чистом виде. Это означает, что германий из поднебесной можно вывозить только в составе изделий.

Раз уж металл германий дорожает год от года, то мировая научная общественность не могла не задаться целью найти альтернативные решения для удешевления производства тепловизоров и прочей ИК оптики. Этой альтернативой стал селенид цинка.

Селенид цинка – это твердое светло-желтое вещество, применяемое в производстве оптики. Разработан этот материал был еще в 80 е года 20 века, когда между СССР и США велась активная конкурентная борьба в сфере разработки и внедрения лазеров. Собственно, в сфере лазерной техники и трудился этот материал до недавнего времени, где его активно использовали в лазерных резаках.

О материале снова вспомнили, когда цена на редкоземельный германий применяемый в тепловизорах подскочила с 400 до 1500 долларов за килограмм. По своим оптическим свойствам селенид цинка (ZnSe) схож с германием, а производство его менее затратно.

Сегодня этот материал активно используется для выпуска компонентов тепловизионной техники. Так же селенид цинка и по сей день применяют в изготовлении лазеров повышенной мощности. Поликристаллический селенид цинка активно используется в приборах ночного видения и тепловизионных системах. Ввиду активного распространения тепловизионной техники как в инженерной, так и в медицинской сфере, селенид цинка будет и далее востребован при производстве приборов, работающих с ИК излучением.

Еще одной альтернативой германиевым линзам стали халькогенидные стекла. Это материал, разработанный на основе халькогенов – соединений из сульфидов, селенидов и теллуридов (особо чистых мышьяка и серы). Чаще других разновидностей этого материала применяются соединения мышьяка. Халькогенидные стекла это относительно новый материал в электронной и оптической промышленности. Халькогенидные стекла передают инфракрасное излучение в диапазоне 2 — 10 мкм.

Главным преимуществом нового материала является его технологичность. Если германиевые и селенидные стекла необходимо обрабатывать механически или по-простому точить, то халькогенидные стекла можно изготавливать простым прессованием. Это делает их значительно дешевле упомянутых выше аналогов. Не так давно халькогениды широко применялись при производстве DVD-дисков. Еще одним важным преимуществом стекла является повторяемость качества изделий от партии к партии. Добиться таких результатов при «выращивании» германиевых кристаллов и кристаллов селенида цинка крайне сложно.

Халькогениды пока проигрывают по некоторым показателям своим старшим собратьям, но с развитием технического прогресса и технологий у них есть все шансы потеснить германий и селенид в производстве тепловизоров.

Источник

Германиевые линзы что это

Германий – металл с полупроводниковыми свойствами. Оптические и электрические свойства германия зависят от степени легирования и вида кристаллической структуры. Германий сверхвысокой чистоты используется в изготовлении инфракрасной оптики. Из оптического германия ГМО (германий монокристаллический оптический) изготавливают окна, пластины, линзы, обтекатели – колпаки, призмы и зеркала для ИК спектра излучения.
Чаще всего оптический германий используют как материал для инфракрасной оптики в системах пассивного тепловидения, системах инфракрасного наведения и приборах ночного видения, в компьютерной технике и противопожарных системах, в картографировании и исследованиях поверхности земли со спутников. Кроме того, германий используется в оптических приборах ИК-спектроскопии.
Спектральная полоса пропускания монокристаллического оптического германия от 1.8 мкм до 23 мкм. Благодаря прозрачности германия в диапазоне (8 – 14) мкм оптика из монокристалла Ge широко используется в оптических системах для тепловидения. Также из монокристаллического оптического Ge изготавливают подложки для светофильтров ИК диазона. Оптика из Ge (ГМО) используется в CO2 лазерах. Оптический германий (Ge) используется для изготовления МНПВО-элементов (призм и полусфер) для спектроскопии.
Монокристаллический оптический германий – оптический материал с высоким показателем преломления (n = 4.1 — 4.0 в зависимости от длины волны излучения). Френелевский коэффициент отражения от одной полированной грани равен (1-n)2/1+n)2=0.36, поэтому из германия изготавливают светоделители с пропусканием оптической детали порядка 50% без нанесения светоделительного покрытия. С другой стороны, высокий коэффициент отражения от полированной поверхности оптики из германия требует использования антибликового (просветляющего) покрытия. Для уменьшения коэффициента отражения от поверхности германия используются широкополосные просветляющие покрытия: как традиционные инфракрасные просветляющие покрытия, так и однослойное алмазоподобное просветляющее покрытие из твердого углерода с показателем преломления n=2.0. Алмазоподобное покрытие наносится по специальной технологии. Это покрытие называется DLC (Diamond Like Coating). DLC покрытие сочетает просветляющие качества с хорошими защитными свойствами от воздействия внешней среды и обладает очень высокой абразивной износостойкостью.
Оптическое пропускание германия с ростом температуры уменьшается во всей спектральной полосе прозрачности. Для монокристалла германия (работа выхода Eg = 0.7 эВ) заметное поглощение излучения с длиной волны меньшей 1.8 мкм наблюдается уже при температуре 300 град. К (27 град. С). Материал становится непрозрачным при температурах более 373 град. К (100 град. С). Германий может эксплуатироваться в различных средах, т. к. это — инертный, причем довольно твердый и жесткий материал. Оптический монокристаллический германий (ГМО) выращивается методом Чохральского и является относительно дорогим материалом.

ООО «Электростекло» изготавливает оптику из монокристаллического оптического германия (ГМО): заготовки, окна, линзы, призмы и клинья для инфракрасного диапазона спектра.
Максимальный размеры изделий из монокристаллического германия: диаметр 200 мм и толщина 50 мм.

Спектр пропускания полированного окна из германия (ГМО-1) толщиной 5 мм в диапазонe (2.5 — 25) мкм.

ООО «Электростекло» предлагает изготовление оптических изделий из германия, подробнее, см. Каталог.
Возможно, вы найдете интересующую вас оптику из оптического германия (Ge) на нашем складе в разделе «Оптические кристаллы».

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕРМАНИЯ (Ge)
Диапазон пропускания	1.8 — 23 мкм
Показатель преломления, n	4.0026 (Lambda = 11 мкм)
Потери на отражение	53% (Lambda = 11 мкм, 2 поверхности)
dn/dT	396 x 10 -6 /K
dn/dµ = 0	Показатель преломления всегда постоянен (не зависит от µ)
Коэффициент поглощения	1.3 х10 -3 см -1 , Lambda = 3.8 мкм
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕРМАНИЯ (Ge)
Плотность	5.33 г/см 3
Температура плавления	936° C
Коэффициент теплопроводности	58.61 Вт/(м K) при 293 К
Коэффициент термического расширения	6.1 x 10 -6 /К при 293 К
Твердость по Кнупу	780
Удельная теплоемкость	310 Дж/(кг K)
Диэлектрическая постоянная (f=9.37 ГГц)	16.6 при 300 К
Модуль Юнга, E	102.7 ГПа
Модуль сдвига, G	67 ГПа
Модуль объемной деформации, K	77.2 ГПа
Упругие коэффициенты	C11=129 МПа, C12=48.3 МПа, C44=67.1 МПа
Предел упругости	89.6 МПа
Коэффициент Пуассона	0.28
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕРМАНИЯ (Ge)
Растворимость	В воде не растворим
Молекулярный вес	72.59
Класс	Кубический, структура алмаза.

Длина волны, мкм	2.06	2.15	2.44	2.58	3.00	3.42
Показатель преломления	4.10	4.09	4.07	4.06	4.05	4.03
Длина волны, мкм	4.36	6.24	8.66	9.72	11.04	13.02
Показатель преломления	4.02	4.01	4.00	4.00	4.00	4.00

Максимально возможные размеры: 100 мм x 50 мм

Возможно, вы найдете интересующую вас оптику из оптического германия (Ge) на нашем складе в разделе «Оптические кристаллы». ;

Источник