蓝宝石窗口片

红外蓝宝石 (Al2O3) 窗口片具有从紫外到中红外 (MWIR) 光谱范围 150-5500nm 的宽广光学透射率、优异的机械/热性能和耐化学性，适用于恶劣多变环境或需要宽广透明波长范围的应用（例如红外成像、红外光谱仪等）。

蓝宝石在红外区域，尤其是在近红外 (NIR) 和中红外 (MWIR) 波长范围内表现出良好的透射性能。蓝宝石最显著的特性是其无与伦比的表面硬度，这赋予了蓝宝石窗口片优异的抗刮擦性和耐用性。蓝宝石窗口片的另一个显著优点是其化学惰性，使其具有耐腐蚀性。由于单晶蓝宝石内部紧密的共价键，蓝宝石窗口片可以具有较大的长厚比而不会破裂，同时由于其高导热性，还表现出良好的热稳定性。

Shalom EO 提供各种形状的红外光学蓝宝石窗口片，包括平行面平面窗口片、圆形/矩形窗口片、楔形窗口片以及其他定制规格。我们提供直径最大可达 300 毫米的大口径蓝宝石窗口片，并可根据您的精度要求，选择 60/40、40/20 和 20/10 划痕/麻点表面质量。

我们的单晶蓝宝石采用KY（泡生法）和SAPMAC（冷却中心微拉和肩部扩展的蓝宝石生长技术）方法生长。泡生法生长的特点是采用温控过程使单晶蓝宝石晶体逐渐冷却，从而减少热应力和机械冲击；而SAPMAC方法是KY方法的进一步改进，擅长生长大尺寸晶体。（请切换到资源选项卡，查看KY和SAPMAC方法的更详细介绍。）

我们的空白蓝宝石基板在2.5-4.5µm波长范围内具有高透射率，平均透射率超过85%。可以沉积单层MgF2涂层和其他增透膜来提高透射率。凭借最先进的技术，您可以通过多种蓝宝石窗口产品体验卓越的光学性能：光学蓝宝石窗口（平面圆形、平面矩形、蓝宝石楔形窗口、蓝宝石阶梯窗口）、保护性蓝宝石激光窗口、用于视镜和机器包装的蓝宝石窗口、在窗口边缘镀有镍、铬和金膜的金属化蓝宝石窗口。通常，我们的蓝宝石窗口是 Z 形切割的，以防止双折射。此外，我们还提供大量库存蓝宝石窗口供您选择。

应用说明：

注：如果您想了解更多关于蓝宝石窗口的知识，请点击此处访问我们的资源板块，了解更多信息：

• 蓝宝石 (Al2O3)
• 蓝宝石窗口片生产技术现状探索
• 蓝宝石窗口片的优势及应用
• 蓝宝石窗口片的光学传输特性

C 型切割、A 型切割和随机切割蓝宝石窗口片：

晶体的取向是一个描述连接晶格上两个节点的随机线的矢量。由于晶体的各向异性，原子的分布和排列方式会沿不同方向或不同晶格平面发生变化。因此，即使是同一晶体，如果取向不同，其性质和行为也会有很大差异。正因如此，在使用晶体生产各种组件和元件时，选择合适的晶体取向和切割面至关重要。

用于生产不同功能蓝宝石窗口片的蓝宝石晶体将按照特定的取向进行生长和切割/切片，而确定取向通常是因为它可以优化晶体的性能，从而实现预期目的。

蓝宝石内部的晶格呈六边形结构排列。当生产蓝宝石元件时，其内部结构的方向会影响元件的功能。

图 4. 蓝宝石的晶格结构和常见的蓝宝石晶体取向

C 切割蓝宝石窗口片的取向指数为 (0001)。蓝宝石的切割方向垂直于 c 轴。c 轴是蓝宝石的光轴。沿光轴方向投射的光线可以最大限度地减少双折射。实际上，光线将以垂直于蓝宝石窗口片孔径的角度入射，这意味着光线将在蓝宝石窗口片内平行于光轴传播，从而消除双折射效应。C 切割蓝宝石窗口片通常用于关键的光学应用（例如激光窗口片）。C 切割蓝宝石有时也称为零度蓝宝石或 z 切割蓝宝石。

当耐刮擦性和硬度至关重要时，会选择 A 切割蓝宝石窗口片。

还有 随机切割蓝宝石窗口。随机切割意味着蓝宝石锭的切割或切片方向不受特定限制。随机切割蓝宝石窗口方向是指在对光学或机械性能没有严格要求的情况下，蓝宝石窗口的固有双折射是可以接受的。然而，如上所述，由于蓝宝石的性能会随方向而变化，因此随机方向可能会导致最终产品的光学性能和其他性能的自发变化。

在切割或切片之前，制造商有时会生长特定方向的块状蓝宝石晶体。例如，用于生产 c 切割蓝宝石窗口的块状蓝宝石将以最大化 c 面利用效率的方向生长。

曲线：

2.5μm 至 8.0μm 无镀膜蓝宝石窗口片的透射率

蓝宝石生长技术——泡生法和SAPMAC法

泡生法蓝宝石生长：

泡生法或KY技术是提拉法（Czochralski）的一种改良方法。与CZ蓝宝石生长法相比，KY法的晶体生长在坩埚内进行。KY法的特点是采用温控工艺，使单晶逐渐冷却，从而减少热应力和机械冲击。具体步骤如下：

首先，将氧化铝（Al2O3）或其他合适的原料加热至熔点，在坩埚中形成熔融金属池。以可控的速率向上提拉晶种。随着晶种的向上提拉，熔融材料在固液界面处凝固。通过冷却控制凝固速率，使蓝宝石晶体自上而下生长。 KY 生长方法的结果是具有受控凝固过程的梨形单蓝宝石晶体，可最大限度地减少缺陷并产生适用于先进光学和工业应用的高质量材料。

图 1. 泡生法蓝宝石生长工艺

SAMPAC 蓝宝石生长：

SAMPAC（冷却中心微拉肩扩展蓝宝石生长技术）是一种专为生长大尺寸蓝宝石晶体而发明的新型蓝宝石晶体生长方法。

目前，只有 HEM、温度梯度技术 (TGT) 和泡生法等少数方法能够生长光学级大尺寸蓝宝石晶体。

然而，采用热交换法生长的蓝宝石晶体尺寸确实较大，质量也很好，但需要大量氦气作为冷却剂，成本较高。

采用 TGT 法生长的蓝宝石晶体质量与热交换法产品相当，但晶坯需要在高温氧化还原气氛中进行退火，后续工艺较为复杂。 SAPMAC法是在KY法和CZ法的基础上改进而发展起来的一种大尺寸蓝宝石晶体生长方法。采用SAPMAC法生长蓝宝石晶体时，整个晶体生长过程可分为四个阶段：引晶、减肩、定径以及退火冷却。

SAPMAC法的主要优势如下：

1. 保证获得大尺寸晶体，且整个结晶过程中晶体取向继承性好；

2. 只需1分钟的提拉过程，减少了温场扰动，使温场更加均匀；

3. 晶体生长无需接触坩埚壁，整个生长过程中晶体不会从坩埚中被拉出。

4. 晶体内部温差小，有效降低热应力；换热器采用水作为工作流体，可对晶体进行原位退火。