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Il vetro calcogenuro è composto da elementi come lo zolfo (S), il selenio (Se) e il tellurio (Te), che offrono un’eccellente trasmissione infrarossa e desiderabili proprietà di formazione del vetro. Come materiale ottico IR ad alte prestazioni, trasmette bene nello spettro dell’infrarosso vicino, medio e lontano ed è ampiamente utilizzato in vari componenti ottici.
Il cristallo singolo di germanio è un altro materiale chiave per l’infrarosso, ampiamente utilizzato nei sistemi di imaging termico a infrarossi sia nel settore civile che in quello militare.
Rispetto al germanio, il vetro calcogenuro offre prestazioni di trasmissione IR simili a circa il 35% del costo, con un coefficiente termo-ottico più basso che consente la progettazione di sistemi ottici passivi atermici. Inoltre, presenta un’ampia gamma di temperature operative (da -40 °C a 70 °C), che lo rende adatto a un’ampia gamma di applicazioni.
Tuttavia, problemi come l’elevata espansione termica e il basso punto di rammollimento possono rendere più impegnativa la lavorazione dei rivestimenti e delle superfici.

Materiali ottici a infrarossi tipici

ZnS
ZnSe
Ge
Si
GaAs

Caratteristiche e vantaggi del vetro calcogenuro

Flessibilità di composizione:

Composto principalmente da S, Se e Te, può essere combinato con As, Ge, P, Sb, Al o Si per formare matrici di vetro stabili. È possibile introdurre anche elementi alogeni per creare vetri calcoalidici.

Elevata trasmittanza:

Eccellente trasmissione nelle bande 1-3 μm, 3-5 μm e 8-12 μm, che coprono le finestre atmosferiche chiave per le ottiche IR a onde medie e lunghe.

Processabilità superiore:

Prodotto tramite fusione e tempra, consente un’elevata efficienza e una fabbricazione a basso costo. Adatto alla produzione di massa di ottiche di forma complessa, con un’efficienza di processo oltre 10 volte superiore alla tornitura del diamante.

Stabilità termica:

Il basso coefficiente termo-ottico contribuisce a migliorare la messa a fuoco e il controllo dell’aberrazione cromatica nei sistemi di imaging termico.

Bassa dispersione:

Supporta progetti ottici acromatici e atermici, semplificando l’architettura del sistema e riducendo peso e costi.

Materiali al fluoruro di grado DFM

I fluoruri sono materiali ottici con un’eccellente trasmissione UV, visibile e IR, bassi indici di rifrazione e dispersione minima, ideali per l’ottica di precisione.

Materiali tipici dei fluoruri:

CaF₂ (Fluoruro di calcio)
MgF₂ (Fluoruro di magnesio)
BaF₂ (Fluoruro di bario)
SrF₂ (Fluoruro di stronzio)
AlF₃ (Fluoruro di alluminio)
LiF (Fluoruro di litio)
Fluoruri di terre rare:
YF₃ (fluoruro di ittrio)
YbF₃ (fluoruro di itterbio)
DyF₃ (fluoruro di disprosio)
CeF₃ (fluoruro di cerio)
LaF₃ (fluoruro di lantanio)
NdF₃ (fluoruro di neodimio)
GdF₃ (fluoruro di gadolinio)
ErF₃ (fluoruro di erbio)

Questi fluoruri offrono un’elevata chiarezza ottica, un basso indice di rifrazione e una bassa dispersione, che li rendono ideali per i sistemi ottici UV e IR.

Esempi di applicazione:

1. Componenti ottici DUV – litografia dei semiconduttori, finestre laser UV
2. Sistemi ottici infrarossi – finestre e sistemi IR. Sistemi ottici a infrarossi – Finestre e lenti IR
3. Rivelazione delle radiazioni e dosimetria Rilevazione delle radiazioni e dosimetria – Dosimetri termoluminescenti (TLD)
4. Rivestimenti ottici multistrato – Rivestimenti antiriflesso e riflettenti

Cristalli di ossido

Ossido di alluminio (Al₂O₃)
Biossido di silicio (SiO₂)
Ossido di magnesio (MgO)
Biossido di titanio (TiO₂)

Questi materiali ossidati sono ampiamente utilizzati in applicazioni ottiche, elettroniche e laser per la loro eccellente stabilità termica, resistenza meccanica e trasparenza ottica a varie lunghezze d’onda.
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