5 Основные фтористые кристаллы в оптике и лазерах

Фтористые кристаллы обладают рядом ключевых характеристик, которые делают их столь важными для использования в оптике и лазерах: высокая прозрачность в ИК-диапазоне, низкая дисперсия, а также такие свойства, как радиационная твердость или сцинтилляция. Эти благоприятные свойства находят широкое применение в лазерной генерации, оптической связи, спектроскопии и тепловидении. Мы рассмотрим пять важнейших фторидных кристаллов, которые стали незаменимыми в этих областях, и каждый из них обладает преимуществами в зависимости от конкретного применения.

1. Фторид кальция (CaF₂)

Из всех фторидных кристаллов, используемых в оптике и лазерных системах, фторид кальция, пожалуй, наиболее универсален и широко распространен. Благодаря широкому диапазону прозрачности, охватывающему от ультрафиолетового до инфракрасного излучения, фторид кальция рекомендуется для использования в различных оптических компонентах.

CaF₂ широко используется в полированных стеклах, линзах, призмах и оптических заготовках. Обладая плотностью 3,18 г/см³, он демонстрирует очень хорошую прозрачность в диапазоне от 0,13 до 9 мкм, причем как в ультрафиолетовой, так и в инфракрасной областях. Этот кристалл прозрачен и бесцветен, устойчив к тепловому удару и радиационному повреждению, поэтому находит широкое применение в мощных лазерных системах. CaF₂ находит широкое применение в ультрафиолетовой спектроскопии, мощных лазерных системах и инфракрасных оптических компонентах, где низкие поглощающие свойства сводят к минимуму потери сигнала.

2. Фторид магния (MgF₂)

Фторид магния - один из самых ценных материалов для оптических покрытий благодаря своей исключительной прозрачности в ультрафиолетовом и видимом спектре; он находит широкое применение в антибликовых приложениях и в ультрафиолетовых лазерных системах.

MgF₂ доступен в виде тонких пленок, оптических покрытий и кристаллов. Он имеет плотность 3,18 г/см³ и обеспечивает прозрачность от 0,12 до 7,5 мкм, что делает его идеальным для применения в ультрафиолетовом и видимом свете. Материал имеет слегка желтоватый цвет и выпускается в виде монокристаллов или тонких пленок. Благодаря высокой чистоте ≥99,99 % фторид магния обеспечивает превосходные оптические характеристики для самых строгих применений, связанных с линзами, окнами и научными приборами. Его свойства включают устойчивость к влаге и радиации, что делает его еще более подходящим для высокопроизводительных оптических систем.

3. Фторид лития (LiF)

Фторид лития имеет очень широкий диапазон пропускания, от ультрафиолетового до среднего инфракрасного; он особенно ценится за высокую оптическую прозрачность и устойчивость к лазерному излучению во многих приложениях.

Большинство материалов из фторида лития разрезается на окна, призмы и пластины. Плотность материала составляет 2,64 г/см³. Он прозрачен в диапазоне от 0,12 до 8,5 мкм, включая ультрафиолетовую и инфракрасную области. Кристалл бесцветный, прозрачный, что обеспечивает отличную четкость оптики. LiF можно найти в различных приложениях, таких как спектрометры, детекторы, лазеры и инфракрасные окна. Фторид лития хорошо выдерживает воздействие высокоэнергетических фотонов. Благодаря высокой устойчивости к лазерному повреждению, а также стабильности в сложных условиях окружающей среды, фторид лития играет важную роль в термолюминесцентной дозиметрии для устройств измерения радиации.

4. Фторид бария (BaF₂)

Фторид бария незаменим в физике высоких энергий и в области радиационного контроля, где очень важна его устойчивость к экстремальным условиям. Широкий диапазон прозрачности позволяет использовать его как в ультрафиолетовом, так и в инфракрасном диапазоне.

Фторид бария выпускается в виде кристаллов, оптических заготовок и компонентов, изготавливаемых на заказ. Имея плотность 4,89 г/см³, BaF₂ обладает прозрачностью от 0,15 до 14 мкм, охватывая широкий инфракрасный диапазон. Это бесцветный, прозрачный кристалл, обычно поставляемый в виде монокристалла с высокой чистотой (>99,99%). Фторид бария широко используется в оптических окнах и линзах для ультрафиолетовых и инфракрасных систем. Обладая отличной устойчивостью к радиации и тепловому удару, он полезен для сцинтилляторов и детекторов в передовых системах визуализации. Области применения BaF₂ включают исследования лазерного синтеза и мощные лазерные усилители.

5. Фторид стронция (SrF₂)

Фторид стронция полезен в спектроскопии высокого разрешения и лазерных системах, где требуется высокая точность и стабильность в широком диапазоне прозрачности. Он также находит широкое применение в источниках ВУФ-излучения.

Фторид стронция обычно поставляется в виде монокристаллов, окон и призм. Его плотность составляет 4,05 г/см³. Его прозрачность варьируется от 0,11 до 8,5 мкм, включая ультрафиолетовые и ближние инфракрасные длины волн. Он бесцветен и прозрачен, что обеспечивает высокую оптическую чистоту. SrF₂ используется в оптических компонентах для лазеров, спектрометров и спектроскопии высокого разрешения, где он обладает превосходными характеристиками. Он также используется в прецизионных оптических компонентах и источниках ВУФ-света благодаря своей хорошей прозрачности в ВУФ-диапазоне и, таким образом, стал незаменим для передовых исследований.

Сводная таблица Основные фторидные кристаллы в оптике и лазерах

Заключение

Кристаллы фторидов, таких как фторид кальция, магния, лития, бария, стронция, незаменимы в современной оптике и лазерных технологиях. Обладая особым сочетанием оптической прозрачности, радиационной стойкости и термической стабильности, они играют важную роль в разработке различных передовых систем как для научных исследований, так и для промышленного применения. Другие оптические устройства можно найти в Stanford Advanced Materials (SAM).