蓝宝石窗口片

蓝宝石窗口片具有可靠的机械/热/化学稳定性、较大的介电常数以及150-5500nm的宽广光学透射率，非常适合用作光学窗口片和防护窗口片，适用于要求更严格、条件更极端的应用环境。

蓝宝石最显著的特点是其无与伦比的硬度和坚固性。蓝宝石的莫氏硬度为9，是现存硬度第二高的材料，仅次于钻石。蓝宝石窗口片具有极强的抗划痕和磨损性能，即使在极少数情况下，使用蓝宝石以外的其他材料也会损坏蓝宝石窗口片。这意味着蓝宝石窗口片即使在受到沙砾侵蚀的情况下也能确保清晰的光学孔径和清晰的瞄准视野，并且非常适合那些会遇到飞溅磨料颗粒的应用，例如钻孔视口窗口片、防护激光加工窗口片和枪械瞄准器。

由于蓝宝石内部共价键牢固，因此与介电材料制成的窗口相比，蓝宝石窗口可以制成更薄的薄片，且不易断裂，并且能够承受高压。例如，蓝宝石窗口通常用于航海和深海应用。

此外，蓝宝石具有耐高温性能，其工作温度上限高达1600℃，熔点高达2000℃。与其他光学材料相比，蓝宝石窗口的高导热性也使其在高温环境下具有独特的优势。因此，蓝宝石窗口是高温等离子室、燃烧室等的理想选择。

蓝宝石窗口对常见的酸/碱具有很强的化学惰性，唯一的例外是热碱性盐。蓝宝石在耐腐蚀性化学品和侵蚀性环境方面优于其他材料，因此蓝宝石窗口片的应用范围拓展至制药、医药和化工设备领域。

此外，蓝宝石窗口片的宽光谱透射范围涵盖150nm-5500nm。与两种常见的光学玻璃材料N-BK7和紫外熔融石英相比，N-BK7的透射光谱为350nm-2200nm，紫外熔融石英的透射光谱为200-2200nm。蓝宝石优于N-BK7，其紫外功能更佳，红外透射范围更广，而紫外熔融石英的红外吸收率更低。蓝宝石窗口片可用于多光谱的关键光学操作。

Shalom EO 提供各种形式的单晶蓝宝石窗口片。

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 方法的进一步改进版本，擅长生长大尺寸晶体。（请切换到资源选项卡，查看有关 KY 和 SAPMAC 方法的更详细介绍。）这两种尖端蓝宝石生长方法使我们能够提供大尺寸、高纯度且无可见裂缝、气泡和亚晶粒的蓝宝石窗口片。

Shalom EO 还提供无紫外线吸收峰且具有高抗紫外线暗化的紫外线级蓝宝石窗口片。在蓝宝石的生长过程中，特别是在高纯度和高温条件下（例如超过 2000°C），蓝宝石通常在具有还原性气氛的环境中生长。这会导致氧原子的损失，产生 F 中心，在蓝宝石晶体中产生氧空位，空位由电子填充。为了解决这个问题，杭州沙龙 EO 提供紫外级蓝宝石窗口，蓝宝石经过特殊制造，消除了氧缺陷，在临界 200 nm 紫外波长下没有吸收峰。您可以在技术成像选项卡下查看透射曲线。

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、20/10 和划痕/麻点等表面质量。我们还可提供大径厚比的高精度超薄蓝宝石窗口片。

我们还可提供镀有单膜 MgF2 涂层和其他增透膜的空白蓝宝石基片和窗口片，以提高透射率。我们还提供 Z 切（或 C 切）<0001> 蓝宝石窗口片，其 c 轴平行于光轴，可避免在关键光学应用中出现双折射，以及随机切割蓝宝石窗口片。凭借先进的技术，我们提供种类繁多的蓝宝石窗口产品，为您带来卓越的光学体验：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、用于视镜和机器内部封装的蓝宝石窗口，以及在窗口边缘镀镍、镀铬和镀金膜的金属化蓝宝石窗口。此外，您还可以了解更多关于我们现成蓝宝石窗口的信息。

可用的蓝宝石窗口种类：

1. 光学蓝宝石窗口：

Shalom EO 提供各种形状和形式的平面蓝宝石窗口（圆形、矩形）、蓝宝石楔形窗口和蓝宝石阶梯窗口。蓝宝石楔形窗口由两个不平行的平面组成，用于将入射光束以一定的偏转角度偏转到指定方向。蓝宝石阶梯窗口采用阶梯结构设计，以便于安装到某些机械装置（例如法兰）上。

2. 保护性蓝宝石激光窗口：

蓝宝石保护性激光窗口通常用作激光加工中的前光学元件，保护激光透镜在加工过程中免受飞溅物质的损害。单晶蓝宝石窗口因其耐高温、出色的机械硬度以及不易受到高功率激光损伤的特性，非常适合此用途。

Shalom EO 提供符合标准规格的蓝宝石激光窗口片，与世界领先激光器制造商的激光设备兼容。我们可提供高热损伤阈值的增透膜。

3. 其他特殊蓝宝石窗口片：

蓝宝石窗口片还可用作机器内部的观察窗和封装，在水下探测、高压容器、油藏检测和化学作业等应用中，保护机器免受高压、高温、化学腐蚀等潜在损害的影响。

Shalom EO 提供高压防护蓝宝石窗口片、深水蓝宝石窗口片、耐腐蚀蓝宝石管和蓝宝石表面皿。

4. 金属化蓝宝石窗口：

金属化蓝宝石窗口边缘覆有金属膜，以便与金属外壳进行密封焊接。金属化窗口通常集成在内窥镜中。

Shalom EO 提供常见内窥镜尺寸的金属化蓝宝石窗口。

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页面，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平面至关重要。

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：

1. 未镀膜蓝宝石窗口片在紫外至1100nm波段的透射率

2. 2.5μm 至 8.0μm 无镀膜蓝宝石窗口片的透射率

3. 紫外级蓝宝石窗口片的透射曲线

a. 我们的紫外级蓝宝石窗口片（未镀膜）的光学透射曲线

b. 紫外级蓝宝石窗口 D57.15x4mm（未镀膜）的光学透射曲线

c. 紫外级蓝宝石窗口 D65.15x4mm（未镀膜）的光学透射曲线

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。与提拉法（CZ）蓝宝石生长法相比，KY技术在坩埚内形成晶体。KY技术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，只有热电沉积法 (HEM)、温梯度法 (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相当，但晶坯需要在高温氧化还原气氛中进行退火处理，后续工艺较为复杂。

SAPMAC法是在KY法和CZ法改进的基础上发展起来的一种生长大尺寸蓝宝石晶体的方法。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、退火冷却。

SAPMAC法的主要优势在于：

1. 保证获得大尺寸晶体，且在整个结晶过程中晶体取向继承性良好；

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，在整个生长过程中晶体不会被拉出坩埚。

4. 晶体内部温差小，可有效降低热应力；热交换器采用水作为工作流体，可实现晶体原位退火。