Применение кварцевого стекла в оптической области
- Quartz glass is a single-component silica glass praised as the King of Glass; high-purity quartz glass transmits well across a very wide spectrum from far ultraviolet (160 Нм) в дальний инфракрасный диапазон (5 um), which ordinary optical glass cannot match.
- In optical fiber communication, silica fiber offers high precision, сила, надежность, низкое энергопотребление и простота сборки, and quartz fiber is increasingly important for artificial satellites, deep space exploration and inertial navigation.
- Quartz glass serves as terminal optical components in the Shenguang-III host device (vacuum windows, Линзы, Экранирующие листы, Поляризаторы, continuous phase plates and beam sampling gratings) and as micro-lenses in digital cameras, Отображает, CCD lenses and medical equipment.
- Low-expansion quartz glass is the preferred material for space telescope reflectors because of its very low thermal expansion coefficient, high specific stiffness and excellent processing properties; Защитное зеркало телескопа Хаббл является известным примером.
- Ключевым направлением исследований является радиационная стойкость: Длительное воздействие высокоэнергетических заряженных частиц в космосе ухудшает оптические характеристики и срок службы компонентов из кварцевого стекла.
Применение кварцевого стекла в оптической области
Кварцевое стекло – это специальное промышленное техническое стекло, состоящее из одного компонента кремнезема, с рядом специальных физико-химических свойств, и хвалится как “Король стекла” экспертами в области новых материалов.
Оптические свойства кварцевого стекла
Кварцевое стекло обладает целым рядом превосходных оптических свойств. По сравнению с обычным стеклом, кварцевое стекло высокой чистоты обладает хорошим коэффициентом пропускания в очень широком спектре от дальнего ультрафиолета (160Нм) в дальний инфракрасный диапазон (5мкм), которого нет в общем оптическом стекле. Превосходный спектральный коэффициент пропускания и оптическая однородность делают кварцевое стекло широко используемым во многих областях оптических приборов.
Применение кварцевого стекла в оптической области
Оптоволоконная связь
Оптическое волокно является инструментом передачи оптических данных. Оптическая передача осуществляется через оба конца волокна. Он широко используется в отрасли оптоволоконной связи. Оптоволоконная связь обладает высокой защитой от помех, Высокая скорость и большая пропускная способность, и стал важной опорой современной коммуникации.
Кварцевое оптическое волокно было разработано рано и имеет зрелую технологию. Он обладает преимуществами высокой точности, Высокая прочность, высокая надежность, низкое энергопотребление и простота сборки. резка и подача алюминиевых заготовок на машину для экструзии алюминия, в последние годы, Кварцевое оптическое волокно становится все более важным для искусственных спутников Земли, Освоение дальнего космоса, инерциальная навигация и другие области.
Оптическая линза
С развитием науки и техники и повышением уровня промышленности в нашей стране, Применение кварцевого стекла интегрировалось в повседневную жизнь людей. В области новой энергетики, кварцевое стекло используется в “Шэньгуан-III” Хост-устройство в качестве важного материала для оптических компонентов терминалов, таких как вакуумные окна, Линзы, Экранирующие листы, Поляризаторы, Пластины непрерывной фазы, и решетки для отбора проб пучка.
В области микрооптических материалов, Материалы из кварцевого стекла широко используются в производстве микролинз благодаря их отличному коэффициенту пропускания в непрерывном диапазоне длин волн от ультрафиолетового до инфракрасного. Микрообъективы обычно используются в цифровых камерах, Экраны компьютерных дисплеев, Объективы ПЗС-камер, и медицинского оборудования.
Рефлектор
Рефлектор является одним из важных компонентов космических оптических систем, таких как космические телескопы, Исследовательские спутники, метеорологические спутники и разведывательные спутники.
С развитием технологий космической съемки и постепенным углублением понимания человеком Вселенной, Возросли и требования людей к точности космических оптических систем. Зеркальная поверхность зеркала должна иметь не только высокое разрешение, но и имеют хорошее качество изображения.
Космическое пространство – это среда без гравитации и большой разницы температур. Кроме того, Необходимо учитывать требования к нагрузке при запуске оптической системы в космическое пространство. В то же время, Для производства крупномасштабных оптических систем в космосе требуются материалы с малым коэффициентом тепловой деформации, высокая удельная жесткость и малая шероховатость поверхности.
Исходя из вышеуказанных условий производительности, Кварцевое стекло низкой кратности является предпочтительным материалом. Кварцевое стекло низкой кратности обладает очень низким коэффициентом теплового расширения и отличными свойствами холодной и горячей обработки, и может быть превращен в замкнутую сотовую структуру. Процесс получения материала из кварцевого стекла с низкой кратностью является относительно зрелым, и широко используется в оптической технике, например, заготовка главного зеркала космического телескопа «Хаббл».
Научно-исследовательское направление кварцевого стекла
В качестве специального оптического материала, Кварцевое стекло играет чрезвычайно важную роль в аэрокосмической промышленности, полупроводник, и прецизионных приборов. Его производительность напрямую ограничивает разрешение, точность, Стабильность и надежность сопутствующего оборудования.
Производственная мощность, даже если его антирадиационные характеристики превосходны, Он будет облучаться заряженными частицами высоких энергий в космосе при условии длительной службы, что приводит к значительному снижению его оптических и других свойств, тем самым влияя на срок службы компонентов. резка и подача алюминиевых заготовок на машину для экструзии алюминия, Необходимо изучить влияние космической ионизирующей радиационной обстановки на материалы из кварцевого стекла.
Исходным сырьем для этих оптических компонентов является высокочистый кварц, и его чистота определяет предел пропускания.
Часто задаваемые вопросы
Почему кварцевое стекло называют королем стекла?
Кварцевое стекло – это специальное промышленное техническое стекло, состоящее из одного компонента кремнезема, с рядом особых физических и химических свойств, не имеющих аналогов среди других стекол, поэтому специалисты в области новых материалов называют его королем стекла.
Что делает кварцевое стекло особенным для оптических применений?
По сравнению с обычным стеклом, высокочистое кварцевое стекло обладает хорошей пропускной способностью в очень широком спектре от глубокого ультрафиолета (160 Нм) в дальний инфракрасный диапазон (5 um), чего не может предложить обычное оптическое стекло. Эта отличная спектральная пропускная способность и оптическая однородность делают его широко используемым во многих областях оптических приборов.
Как используется кварцевое стекло в оптической волоконной связи?
Оптическое волокно из оксида кремния — это зрелая технология с высокой точностью, Высокая прочность, высокая надежность, низкое энергопотребление и простота сборки. Оптическая волоконная связь обеспечивает высокую помехоустойчивость, Высокая скорость и большая пропускная способность, и кварцевое оптическое волокно становится все более важным для искусственных спутников, deep space exploration and inertial navigation.
Почему для зеркал космических телескопов используется кварцевое стекло с низким коэффициентом теплового расширения?
Космос — это невесомая среда с большими перепадами температур, и зеркала требуют высокой разрешающей способности, хорошего качества изображения, небольшой термической деформации, высокой удельной жесткости и низкой шероховатости поверхности. Кварцевое стекло с низким коэффициентом теплового расширения удовлетворяет всем этим требованиям, обладает зрелыми процессами подготовки и может быть изготовлено в виде замкнутых сотовых структур; it was used for the Hubble Space Telescope primary mirror blank.
What research challenges remain for quartz glass in space?
Even with excellent anti-irradiation performance, quartz glass is exposed to high-energy charged particles during long-term space service, which significantly degrades its optical and other properties and shortens component life. Studying the influence of the space ionizing radiation environment on quartz glass is therefore a key research direction.
Проверено инженерной командой Ensoll.
