Последние достижения в области лазерной технологии требуют, чтобы оптические материалы могли работать надежно в условиях растущей мощности и более высокой плотности мощности, в то время как низкая абсорбция ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных волн делает мультикристаллический алмаз CVD одним из избранных оптических материалов.
Поликристаллический алмаз, опирающийся на свои превосходные механические свойства, измельчительность, гибкость трещин и термостабильность, может предоставить в 100 раз больше мощности, чем традиционные инфракрасные оптические материалы, с превосходной режущей способностью в некоторых применениях, а также превосходную альтернативу крупнокалиберному ZnSe. Многокристаллические алмазные линзы диаметром более 100 мм используются чаще для высокомощных окон приложений.
Новое расширенное алмазное окно, предоставляемое COLOR PHOTONICS, обеспечивает высокую переносимость, высокое качество луча, высокую плотность энергии и высокую стабильность для следующего поколения лазерных приложений высокой мощности.
Типичное применение мультикристаллических алмазных стекол CVD — оптическое окно с высокой мощностью: CVD-стекло может выдержать более высокую плотность мощности, чем обычные оптические окна, делая резки и сварки более эффективными, таким образом сокращая время производства. Уникальная теплопроводность алмаза CVD может сделать его невосприимчивым к эффекту тепловой линзы и продемонстрировать постоянную массу луча во время операции. Сверхтвёрдость сопровождается длительной продолжительностью использования, и в то время как другие высокие нагрузки на другие световые окна требуют регулярной замены, CVD алмазные камни не нуждаются в замене, чтобы сократить время остановки работы по обслуживанию.
Типичное применение мультикристаллических алмазных стеклами CVD: CVD алмазный камень является центральным компонентом гироскопа высокой мощности (>2MW), используемого для нагрева плазменного синтеза. Он также имеет большое количество применений в области мощных радиопередатчиков и играет важную роль в спутниковой, аэрокосмической и оборонной промышленности.
Другие применения CVD-алмазов: CO2/ твёрдые лазеры с высокой мощностью, обработка поверхности, радиолокационное изображение, радиолокационные окна, радиолокационные окна, биотермические окна, яг охлаждение, тестирование частиц, сверхвысокое давление и т.д.
Параметры обработки | ||
Поликристаллический CVD-алмаз (свет, тепло, электроника) | Поликристаллический CVD-алмаз (механический, электрохимический) | |
диаметр | < φ100 мм _ | < φ130 мм _ |
толщина | < 4 мм _ | <2 мм |
Размерный допуск | -0/+0,2 мм | -0/+0,2 мм |
Допуск по толщине | + 2 5ум | + 25ум |
Угол обрезки | 3°/ + 2 ° | 3 ° / + 2 ° |
Шероховатость поверхности, грубая полировка (Ra) | <200 нм | <200 нм |
Шероховатость поверхности, тонкая полировка (Ra) | <20 нм | <20 нм |
Форма поверхности (@633 нм) | 1/10 |
Применение CVD Diamond | |
приложение | Роль |
Углекислотный лазер высокой мощности | Оптические окна, линзы и выходные соединители |
Твердотельный лазер высокой мощности | Оптические окна и линзы |
Спектроскопия | Оптические окна, призмы и линзы |
Полупроводниковая обработка | Оптический оконный сумматор |
Терагерц и радар | оптическое окно |
(Биология) Медицинская оптика | Оптические окна, призмы и линзы |
Оборонная и аэрокосмическая промышленность (направленная энергетическая визуализация) | Термомонтаж и оптические окна |
Другие передовые технологии применения оптического CVD-алмаза включают: светоделители, охлаждение YAG, обнаружение частиц. |
Физические свойства CVD-алмаза, сапфира и селенида цинка | ||||
Атрибуты |
CVD-алмаз |
сапфир | селенид цинка | |
Поликристаллический CVD-алмаз | Монокристаллический золотой камень CVD | |||
Твердость (ГПа) |
81 + 18 | 81 + 18 | 16 | 1.05 |
Вязкость разрушения (MPam0,5) |
5,3-7,0 | 5,3-7,0 | 2 | 0,5 |
Модуль Юнга (ГПа) |
1000-1100 | 1000-1100 | 344 | 70,3 + 2,8 |
коэффициент Пуассона |
0,1 | 0,1 | 0,27 | 0,28 |
Поликристаллическая прочность толщиной 0,4 мм |
Поверхность нуклеации 800 [10] | 2000[2,5] | 400 | 50 |
Ростовая поверхность 400 [15] | ||||
Теплопроводность при 300К (Вт/мК ) |
19.00-22.00 | 19.00-22.00 | 34 | 16-18 |
Теплопроводность при 500К (Вт/мК) |
1100 | 1100 | 6 | - |
Коэффициент теплового расширения (ppm/K) |
1,0@300К4,4 при 1000К | 1,0@300К4,4 при 1000К | 5.3 _ _ | 7.1@300К10,9@800К |
Отражательная способность |
2,375@10ум | 2,375@10ум | 1,77@633нм _ _ | 2,4@10ум |
Диэлектрическая проницаемость (35 ГГц) |
5,68 + 0,15 | - | 9,4-11,6 | 8,98 |
Тангенс угла потерь 145 ГГц (10-6) |
8-20 | - | 200 | - |
Коэффициент поглощения 8-12 мкм (1/см) |
<0,07 | <0,05 | >1000 | 0,0005 |
Коэффициент поглощения 3-5 мкм (1/см) |
мин0,8@3,7ум | мин0.8@3.7ум _ | 0,01-0,04 | 0,015 |
Коэффициент поглощения люм (1/см) |
0,12 | <0,005 | - | 0,001 |
Коэффициент излучения 10 мкм (толщина 1 мм) |
0,02@573К0,03@773К(5) | 0,02@573К0,03@773К(5) | Н/Д | - |
Плотность (x103 кг/м3) |
3,52 | 3,52 | 3,98 | 5.27 |
Коэффициент теплоемкости (Дж /кгК) 300К |
520 | 520 | 750 | 340 |
Передача 8-200 мкм (толщина 1 мм ) |
71,4% | 71,4% | Н/Д | - |
Передача 633 нм (толщина 1 мм) |
>64% | >70% | 84,5% | 60,8% |