تخصيص مرشح بصري من الزجاج الأسود طويل المدى للأشعة تحت الحمراء HWB

عملية التصنيع وتدفق العمل لزجاج HWB البصري

إنتاج الزجاج البصري HWB هو سلسلة عمليات دقيقة جدًا وخاضعة للرقابة تُصمم لتحقيق خصائص بصرية محددة مثل معامل الانكسار، ورقم أببي، ونفاذية عالية. ويمكن تقسيم العملية بأكملها إلى المراحل الرئيسية التالية:

• خلط المواد الخام وإعدادها

• العملية: تُوزن مواد خام عالية النقاء (مثل ثاني أكسيد السيليكون، وأكسيد البورون، وكربونات الباريوم، والعديد من الأكاسيد والمضافات الأخرى) بدقة وفقًا للصيغة الكيميائية الخاصة بزجاج HWB.
• الغرض: ضمان أن يكون الزجاج النهائي له التركيب الكيميائي الدقيق المطلوب للحصول على الخصائص البصرية والفيزيائية المستهدفة. وتُعرف هذه الخلطة باسم "الدفعة".

• الذوبان

• العملية: يتم تغذية الكمية المختلطة في فرن ذي درجة حرارة عالية. بالنسبة لزجاج البصريات عالي الجودة مثل HWB، غالبًا ما تكون وعاء الصهر أو الخزان مبطنة بالبلاتين أو مواد خاملة مشابهة لمنع التلوث من جدران الفرن.
• الظروف: يحدث الانصهار عند درجات حرارة قصوى، وعادة ما تتراوح بين 1300 °مئوية و1600 °مئوية، حسب التركيب.

• التنقية والمواءمة

• التنقية (التجفيف): يُحفظ الزجاج المنصهر عند درجة حرارة عالية للسماح لفقاعات الغاز (البذور) بالصعود إلى السطح والخروج. ويمكن أيضًا استخدام عوامل كيميائية للمساعدة في إذابة وإزالة هذه الفقاعات.
• المواءمة: يتم تحريك المصهور بقوة باستخدام محرّض من البلاتين لإزالة أي شرائط أو خيوط (تباينات محلية في التركيب). هذه الخطوة ضرورية لتحقيق الدرجة العالية من التجانس البصري المطلوبة للعدسات الدقيقة.

• التشكيل

• العملية: بعد ذلك، يُشكَّل المصهور المتجانس الخالي من الفقاعات إلى شكل قابل للاستخدام. وتشمل طرق التشكيل الشائعة ما يلي:
• الصهر: صب الكتلة المنصهرة في قوالب مسخنة مسبقًا لتشكيل كتل عدسات خام، أو منشورات، أو كتل.
• الص casting: صبها في كتل كبيرة يتم تقطيعها لاحقًا إلى قطع أصغر.
• الدرفلة المستمرة: لإنتاج صفائح زجاجية كبيرة.

• التلدين

• العملية: تُنقل الزجاج المُشكّل إلى فرن خاص يُسمى فرن التلدين (lehr). وهناك، يُسخن إلى درجة حرارة دقيقة تقل عن نقطة انصهاره، ثم يُبرد ببطء شديد وفقًا لملف زمن-درجة حرارة خاضع لتحكم دقيق.
• الغرض: لتخفيف الإجهادات الداخلية الناتجة أثناء التشكيل والتبريد. ويمكن أن تؤدي الإجهادات غير المحلولة إلى انكسار ضوئي ثنائي (birefringence) وتُعرّض الزجاج للكسر، ما يجعله غير صالح للتطبيقات البصرية.

• التشغيل البارد / التشذيب الدقيق

• عادةً ما تقوم به شركات تصنيع المكونات البصرية التي تشتري كتل الزجاج المُلَدّدة. وتشمل العملية:
• التقطيع: تقطيع الكتل الكبيرة إلى أحجام أصغر يمكن التعامل معها.
• الطحن: استخدام عجلات مدمجة بالماس لتشكيل الزجاج بالانحناء والأبعاد المطلوبة (التوليد).
• الدق والتنعيم: استخدام تدريجي لمواد كاشطة أدق، وصولاً إلى مادة تنعيم (مثل أكسيد السيريوم) على وسادة تنعيم لتحقيق سطح عالي الجودة بصريًا بدرجة نعومة تصل إلى المستوى النانومتري وأقل قدر ممكن من التلف تحت السطحي.

• الطلاء

• العملية: بعد التنعيم، تُطبَّق غالبًا طلاءات بصرية (مثل طلاءات مقاومة للانعكاس) على الأسطح باستخدام تقنيات مثل الترسيب البخاري الفيزيائي (PVD) أو الرش بالبلازما (Sputtering).
• الغرض: لتحسين انتقال الضوء وتقليل الانعكاسات، مما يحسّن الأداء العام للعنصر البصري.

• التحكم في الجودة والتفتيش

• هذا جزء لا يتجزأ من العملية بأكملها. وتشمل المعايير الرئيسية التي يتم فحصها:
• الخصائص البصرية: معامل الانكسار (nd) وعدد آبي ( ν d).
• الجودة الداخلية: التجانس، ووجود الفقاعات والشوائب.
• الإجهاد: مستوى الإجهاد الداخلي المتبقي، ويتم قياسه باستخدام قطب استقطاب

مزايا الزجاج البصري HWB أكسجين بصري G فئة

تتمثل المزايا الأساسية للزجاج البصري HWB في تركيبته الكيميائية المصممة بعناية، والتي توفر عادةً توازنًا بين الخصائص التالية:

• شفافية ممتازة ونفاذية عالية

• يتميز هذا الزجاج بنفاذية ضوئية عالية جدًا عبر نطاق طيفي واسع، من الضوء المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة (أو أطوال موجية محددة مصممة خصيصًا)، مما يقلل من فقدان الضوء داخل النظام البصري.

• استقرار بيئي جيد

• غالبًا ما يتمتع هذا الزجاج بمقاومة عالية للعوامل البيئية مثل الرطوبة والبقع والمواد الكيميائية الخفيفة. ويضمن ذلك متانة طويلة الأمد وموثوقية المكونات البصرية دون تدهور كبير في الأداء.

• متانة كيميائية عالية

• غالبًا ما يُظهر مقاومة قوية للتآكل والعوامل الجوية، مما يحمي سطح الزجاج من الهجمات الناتجة عن الماء أو الأحماض أو القلويات، ويساعد ذلك في الحفاظ على جودة السطح ووضوحه البصري.

• انكسار مزدوج منخفض

• من خلال عمليات تصنيع دقيقة وعمليات تلدين خاضعة للتحكم، يمكن أن تحقق زجاج HWB مستويات منخفضة جدًا من الإجهاد الداخلي، مما يؤدي إلى انحراف ثنائي ضوئي ضئيل للغاية. وهذا أمر بالغ الأهمية في التطبيقات عالية الدقة مثل المجهر والطباعة الحجرية التي تُستخدم فيها الضوء المستقطب.

• خصائص ميكانيكية جيدة وقابلية للتصنيع

• يمتلك صلابة وقوة كافيتين لتحمل ظروف التصنيع البصري الصارمة، بما في ذلك القص، الطحن، والتلميع، مما يسمح بتشكيله إلى عدسات ومنشورات معقدة بدقة عالية.

تطبيقات الزجاج البصري HWB أكسجين بصري G فئة

بفضل خصائصه المميزة، يُستخدم الزجاج البصري HWB على نطاق واسع في مختلف المجالات التقنية العالية والصناعية:

• عدسات تصوير دقيقة
• المجهر
• العدسات التصويرية
• الأجهزة والاستشعارات البصرية
• أنظمة الليزر