صفحه شیشه‌ای نوری فیلتر ZWB، عدسی شیشه‌ای برای پخت UV و سنسور شعله

تعریف صفحه شیشه اپتیکی ZWB :

در دنیای متنوع و تخصصی مواد نوری، شیشه ZWB به عنوان یک عامل کلیدی در کاربردهایی که در ناحیه فرابنفش (UV) طیف الکترومغناطیسی عمل می‌کنند، مطرح است. نام «ZWB» از سیستم طبقه‌بندی شیشه آلمانی (ینا) پیروی می‌کند و به عنوان نوع خاصی از شیشه فیلتر عبوردهنده UV شناخته می‌شود. برخلاف شیشه‌های نوری معمولی مانند BK7 یا SF11 که برای عملکرد برجسته در طیف مرئی طراحی شده‌اند، شیشه ZWB با دقت ویژه‌ای به گونه‌ای فرموله شده است که خاصیت منحصربه‌فرد و حیاتی زیر را داشته باشد: شفافیت بالا در برابر تابش‌های فرابنفش با طول موج کوتاه، در حالی که نور مرئی و مادون قرمز را به‌طور مؤثر مسدود می‌کند. این ویژگی، آن را به جزء ضروری در طیف گسترده‌ای از تجهیزات علمی، صنعتی و ایمنی تبدیل کرده است.

ویژگی‌ها و ترکیب صفحه شیشه نوری ZWB:

ویژگی اصلی شیشه ZWB، پروفایل انتقال طیفی متمایز آن است. این شیشه دارای عبوردهی عالی در محدوده‌های UV-B و UV-A است که معمولاً از حدود ۲۵۰ تا ۴۰۰ نانومتر (nm) متغیر است. منحنی انتقال آن در این ناحیه فرابنفش به حداکثر مقدار خود می‌رسد و سپس به‌سرعت کاهش می‌یابد و به‌عنوان یک مانع قوی در برابر نور مرئی (۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر) عمل می‌کند. این رفتار دقیقاً برعکس شیشه‌های رنگی معمولی است که اشعه ماوراء بنفش را مسدود کرده و نور مرئی را عبور می‌دهند.

این ویژگی منحصربه‌فرد تصادفی نیست، بلکه از طریق یک ترکیب شیمیایی خاص به دست می‌آید. شیشه سنتی ZWB، نوعی شیشه فسفاتی است که با غلظت بالای اکسید نیکل (NiO) آلایش شده است. یون‌های نیکل درون شبکه شیشه مسئول ظاهر مشخص آبی-سبز تیره یا تقریباً سیاه آن برای چشم انسان هستند. این یون‌ها سطوح انرژی الکترونی خاصی دارند که فوتون‌های موجود در طیف مرئی را جذب می‌کنند و از عبور آن‌ها جلوگیری می‌کنند. با این حال، انرژی فوتون‌های فرابنفش یا با نوارهای جذب تطبیق ندارد یا به اندازه کافی زیاد است تا از آن‌ها عبور کند؛ در نتیجه تابش فرابنفش با تلفات نسبتاً پایینی از شیشه عبور می‌کند. این اصل بنیادین باعث می‌شود شیشه ZWB به عنوان یک فیلتر UV «شیشه سیاه» شناخته شود.

ویژگی‌های صفحه شیشه نوری ZWB:

عبور بالای فرابنفش: این شیشه اجازه می‌دهد نور فرابنفش از آن عبور کند، در حالی که بیشتر نور مرئی و مادون قرمز را به‌طور مؤثری مسدود می‌کند.

جذب نور مرئی: به دلیل جذب طول موج‌های زرد، سبز و قرمز، ظاهراً آبی تیره یا تقریباً مشکی دیده می‌شود.

شیشه «آبی مشکی»: اغلب به دلیل ظاهر تیره‌اش در نور محیطی، به آن شیشه «آبی مشکی» گفته می‌شود.

کاربردهای صفحه شیشه ZWB:

توانایی جداسازی و عبور نور ماوراء بنفش خالص، باعث می‌شود شیشه ZWB در بسیاری از حوزه‌ها بی‌بدیل باشد:

پخت UV و فرآیندهای صنعتی: یکی از پراستفاده‌ترین کاربردها، استفاده از سیستم‌های پخت با نور ماوراء بنفش در چاپ، روکش‌دهی و چسباندن است. لامپ‌های جیوه‌ای با فشار بالا یا لامپ‌های UV-LED طیف گسترده‌ای از نور را منتشر می‌کنند. فیلترهای ZWB در مقابل این لامپ‌ها قرار می‌گیرند تا مؤلفه‌های نور مرئی و مادون قرمز را جذب کنند و پرتو متمرکز و «سرد» از انرژی ماوراء بنفش تولید نمایند. این نور خالص ماوراء بنفش به‌طور کارآمد واکنش فتوشیمیایی در رزین‌های قابل پخت با UV را آغاز می‌کند، بدون اینکه باعث آسیب گرمایی ناخواسته به مواد حساس زیرلایه شود.

فلورسانس و طیف‌سنجی: در دستگاه‌های علمی، شیشه ZWB به عنوان فیلتر تحریک بسیار مهم است. در میکروسکوپ‌های فلورسانس و طیف‌نگارهای فلورسانس، از یک منبع نور قوی (مانند لامپ زنون) استفاده می‌شود. فیلتر ZWB در مسیر تحریک قرار می‌گیرد تا نور ماوراء بنفش تمیز و شبیه به تک‌رنگی تولید کند که به نمونه برخورد می‌کند. این نور باعث تحریک فلوروفرها شده و آن‌ها را وادار به انتشار نور در طول موج بلندتر (نور مرئی) می‌کند که سپس از طریق فیلتر دیگری مشاهده یا اندازه‌گیری می‌شود که نور ماوراء بنفش را مسدود می‌کند. جداسازی نور تحریک و نور انتشار، اساس روش‌های فلورسانس است.

تحلیل پزشکی قانونی و شیمیایی: در علوم پزشکی قانونی، از فیلترهای ZWB در چراغ‌های خاص ماوراء بنفش برای آشکار کردن اثرات انگشت پنهان، مایعات بدن و سایر شواهدی که تحت نور ماوراء بنفش می‌درخشند، استفاده می‌شود. به همین ترتیب، در شیمی، این فیلترها برای تحلیل مواد معدنی، تشخیص اسکناس‌های جعلی و مطالعه واکنش‌های شیمیایی که در محدوده ماوراء بنفش حساس به نور هستند، به کار می‌روند.

فتوتراپی و دستگاه‌های پزشکی: برخی از درمان‌های پزشکی، مانند فتوتراپی برای بیماری‌های پوستی مانند صدف و برهنه، نیازمند قرار گرفتن کنترل‌شده در معرض طول‌موج‌های خاصی از تابش ماوراء بنفش هستند. فیلترهای ZWB می‌توانند برای شکل‌دهی خروجی لامپ‌های درمانی استفاده شوند و اطمینان حاصل شود که بیمار تنها در معرض تابش مفید درمانی UV-A یا UV-B با طول‌موج باریک قرار می‌گیرد و در عین حال طول‌موج‌های مضر یا غیرضروری فیلتر می‌شوند.

روشنایی و ضدعفونی: اگرچه شیشه‌های نوع ZWB به‌طور اصلی برای لامپ‌های گرمی‌زای UVC (254 نانومتر) فیلتر اصلی نیستند، اما می‌توانند در کاربردهایی استفاده شوند که نوار انتقال UV خاص آن‌ها با نیازهای ضدعفونی سازگار باشد و اطمینان حاصل شود که هیچ نور آبی مرئی از دستگاه نشت نمی‌کند.

مشخصات فنی