Fenêtres optiques

Une fenêtre optique est un transparent, substrat optiquement plat utilisé pour séparer deux environnements différents tout en laissant passer la lumière. Ils peuvent être soit parallèles (utilisé pour minimiser la distorsion d'un faisceau de lumière transmis d'une longueur d'onde spécifique) ou coincé (utilisé pour diriger la lumière transmise à un angle spécifique et réduire la réflexion arrière) et sont livrés sans revêtement ou avec un revêtement antireflet utilisé pour réduire la réflectance et améliorer la transmission.

Les fenêtres optiques sont conçues pour fonctionner dans tous les domaines du spectre UV-VIS-IR et sont donc constituées d'une variété de substrats. Le choix du substrat dépend de plusieurs facteurs tels que la transmission des matériaux, index de réfraction, dureté, dilatation thermique et résistance chimique. Sherlan Optics se concentre sur les fenêtres optiques faites de substrats de verre tels que N-BK7®, silice fondue, BOROFLOAT®33, B270 et matériau infrarouge CaF2, donner, ZnSe, Si ainsi qu'une large gamme de verres à indice élevé.

Comme les autres optiques plates, les fenêtres optiques sont utilisées dans de nombreuses industries, y compris l'aérospatiale, avionique militaire et commerciale, instrumentation scientifique et médicale, universitaires et recherche, ainsi que des applications industrielles. Les fenêtres optiques sont de différentes tailles et formes, y compris rondes, carré et rectangulaire et gamme de planéité de qualité commerciale à poli de précision. Sherlan Optics propose une large gamme de fenêtres optiques en stock et fournit des services de consultation technique gratuits et une fabrication personnalisée du prototype à la production ou n'importe où entre les deux..

Facteurs à prendre en compte lors de la sélection d'une fenêtre optique.

De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la conception d'une fenêtre optique. Un examen attentif de chacun des facteurs ci-dessous déterminera l'efficacité d'une fenêtre optique dans une application donnée ainsi que l'impact sur le coût et la livraison..

Sélectionnez le bon matériau: Puisque les fenêtres optiques peuvent être faites de divers matériaux, il est essentiel de spécifier le bon matériau. Les facteurs à considérer incluent la quantité de transmission requise dans une zone particulière du spectre, l'indice de réfraction, le numéro d'Abbe, le coefficient de dilatation thermique, Dureté Knoop, et la densité du matériau. Pour plus d'informations sur chacun de ces, cliquez ici.

Déterminez la forme et la taille: Comme pour les plats optiques et les miroirs, les fenêtres optiques peuvent prendre presque toutes les formes pour s'adapter à une application spécifique. toutefois, si la précision de surface est critique, une forme ronde donnera un degré de planéité de surface plus élevé qu'une forme carrée ou rectangulaire. Le rapport hauteur / largeur joue également un rôle. Plus le rapport hauteur / largeur est proche de 6:1 (taille à épaisseur) plus il sera facile d'obtenir un degré de planéité de surface plus élevé et moins la pièce pourra fléchir ou se plier, provoquant un changement de chiffre. toutefois, si un 6:1 le rapport hauteur / largeur ne répond pas à vos exigences, Sherlan Optics fabrique des fenêtres optiques avec des rapports hauteur / largeur non standard.

Établir la précision correcte pour votre application: Les fenêtres optiques sont disponibles dans une large gamme de précisions, de la qualité commerciale au polissage de précision. Fenêtres optiques utilisées comme ports de vue, par exemple, ne nécessitent pas un degré élevé de planéité car ils sont généralement observés à l'œil nu. toutefois, les applications de précision qui nécessitent une fenêtre optique pour laisser passer la lumière avec peu ou pas de distorsion nécessitent que les deux surfaces soient polies avec précision à un degré élevé de planéité. Sherlan Optics fabrique des fenêtres optiques avec des planéités de surface de λ / 4, λ / 10 et λ / 20 mesurés crête à vallée à 632,8 nm et peuvent maintenir un parallélisme ≤ 2 secondes d'arc.

Affiner le Les tolérances: Comme avec toutes les optiques, les fenêtres optiques peuvent nécessiter des tolérances serrées. Plus la tolérance de diamètre est étroite, longueur et largeur ou épaisseur, plus les techniques Sherlan et les délais de fabrication plus longs sont nécessaires pour produire la fenêtre, ce qui dicte une augmentation du prix. La tolérance la plus difficile à tenir est l'épaisseur. Des tolérances d'épaisseur plus strictes nécessitent des techniques de blocage spéciales et ont le potentiel d'augmenter le taux de rebut, car toute rayure peut ne pas pouvoir être éliminée pour rester dans la tolérance. Une définition correcte de vos tolérances peut vous faire gagner du temps de fabrication et réduire vos coûts.

Spécifiez la rayure et le creusement corrects: Les spécifications de rayure et d'excavation sont généralement exprimées en utilisant MIL-PRF-13830B et sont utilisées pour classer les défauts cosmétiques dans une surface optique ou un revêtement. Une rayure est définie comme tout marquage ou déchirure de la surface; une fouille est définie comme toute tache ou fosse rugueuse à la surface d'une optique. Scratch et Dig est exprimé sous forme de deux nombres séparés par un tiret. Le premier chiffre indique la taille et la largeur autorisées d'une rayure et le second chiffre indique la taille et le nombre de trous autorisés sur une zone définie d'une optique.

Comme pour la précision, les imperfections de la surface d'une fenêtre optique peuvent déformer la lumière traversant la fenêtre. Les fenêtres de qualité commerciale ont généralement un nombre élevé de rayures et de fouilles, comme 80-50 alors que les fenêtres de qualité de précision ont un nombre de rayures et de creusage inférieur tel que 40-20. L'optique laser de très haute précision nécessite une très faible rayure et un creusement tel que 10-5. Comprendre suffisamment bien votre application pour choisir le bon numéro de scratch et de creuser peut vous faire gagner du temps et de l'argent.

Définir le coin: Les fenêtres optiques peuvent être spécifiées par la quantité de coin, ou variation d'épaisseur, est autorisé sur la surface d'une pièce. Il est défini en minutes d'arc (une mesure angulaire qui est de 1 / 60e de degré) ou secondes d'arc où 60 secondes d'arc est égal à 1 arc minute.

Le coin peut être induit dans une fenêtre optique pour réduire l'interférence des réflexions entre les surfaces avant et arrière ou pour séparer et diriger la lumière transmise à un angle particulier.

inversement, les fenêtres optiques parallèles sont fabriquées en utilisant des techniques de blocage spéciales pour assurer une très faible variation d'épaisseur entre l'avant et l'arrière de la fenêtre sur toute sa surface. Cela garantit qu'un faisceau de lumière traversant la fenêtre est droit et non déformé en raison de la déviation angulaire des surfaces optiques.. Un degré élevé de parallélisme rend une fenêtre optique plus coûteuse en raison de la quantité de travail et du taux de rebut dans le processus de fabrication.

Choisissez le revêtement: Les fenêtres optiques peuvent être livrées sans revêtement ou avec un revêtement antireflet. Les revêtements antireflets standard incluent le MgF2 ou un BBAR (antireflet large bande) revêtement pour le spectre visible. Les revêtements antireflets aident à améliorer la transmission et à éliminer les images fantômes.

Si l'exigence est d'avoir une faible réflectivité à une seule longueur d'onde, Les manteaux en V sont le meilleur choix. Les couches en V peuvent être conçues pour fournir une faible réflectivité à plusieurs longueurs d'onde spécifiques par opposition à une réflectivité plus élevée sur une large plage de longueurs d'onde.

Les fenêtres optiques à utiliser avec des lasers nécessitent des revêtements durables (revêtements diélectriques) conçu pour une utilisation à des longueurs d'onde spécifiques. Lors du choix d'un revêtement antireflet, il est important de spécifier le pourcentage de réflectivité dont vous avez besoin à une longueur d'onde spécifique(s) ainsi que l'AOI (angle d'incidence) vous utiliserez la fenêtre optique. Sherlan Optics peut fournir du MgF2, BBar, Manteaux en V, des revêtements diélectriques ainsi que des revêtements personnalisés conçus pour répondre à vos exigences spécifiques.

Prendre la décision finale.

Une bonne compréhension de votre application vous aidera à choisir la bonne fenêtre optique. Pour déterminer la meilleure fenêtre optique pour votre projet, vous devrez:

Tenez compte de l'environnement dans lequel la fenêtre optique sera utilisée. Les facteurs environnementaux peuvent influencer le type de matériau, sélection de cosmétiques et de revêtements les mieux adaptés à votre application.

Définissez vos exigences et vos attentes pour les spécifications critiques telles que la précision, tolérances mécaniques, gratter et creuser et coincer.

Sélectionnez le bon revêtement optique (si nécessaire) pour maximiser les performances de votre fenêtre. Identifiez à quel angle d'incidence vous utiliserez votre fenêtre optique, ainsi que le pourcentage de réflectivité dont vous avez besoin à une longueur d'onde spécifique(s). Si vous utilisez la fenêtre optique avec un laser, fournir des informations sur la puissance de votre laser, la taille du spot et si le laser sera pulsé ou continu sur une période de temps spécifiée.

Une définition soignée de vos exigences peut faire gagner du temps de fabrication, ce qui se traduit par une réduction des coûts. Si vous avez des questions ou avez besoin d'aide pour affiner vos exigences, Sherlan Optics offre des services d'ingénierie gratuits.