उच्च UV पारगम्यता गोल स्पष्ट फ्यूज्ड क्वार्ट्झ डिस्क

फ्यूज्ड क्वार्ट्स डिस्कचे मूल मटेरियल अप्रकृतिक सिलिका आहे, ज्यामध्ये पिझोइलेक्ट्रिक प्रभाव नसतो. मात्र, त्याचे उत्कृष्ट ऑप्टिकल गुणधर्म (उच्च प्रकाश पारगम्यता, विस्तृत प्रकाश पारगमन पट्टी), अत्यंत कमी थर्मल प्रसरण गुणांक, उच्च रासायनिक स्थिरता आणि उष्णता प्रतिरोधकता यामुळे त्याचा व्यापक वापर ऑप्टिक्स, सेमीकंडक्टर, ऑप्टिकल कम्युनिकेशन आणि इतर क्षेत्रांमध्ये होतो.

 स्पष्ट फ्यूज्ड क्वार्ट्स डिस्कच्या उत्पादन प्रक्रियेचे मूलभूत तत्त्व म्हणजे उच्च तापमानावर क्वार्ट्स वालुकेच्या कच्च्या मालाचे द्रवीभवन करून सजातीय काचेचे शरीर तयार करणे, त्यानंतर गरम आकार देणे आणि थंड कामगिरी.

टप्पा एक: कच्चा माल तयारी आणि द्रवीभवन

ही संपूर्ण प्रक्रियेची आधारशिला आहे, जी सामग्रीच्या शुद्धतेचे आणि मूलभूत गुणधर्म ठरवते.

1. क्वार्ट्स ग्लास प्लेट कच्चा माल निवड आणि प्रक्रिया

• कच्चा माल: उच्च-शुद्धतेच्या नैसर्गिक क्वार्ट्स वाळू किंवा संश्लेषित सिलिकॉन पावडर वापरली जाते. ऑप्टिकल-ग्रेड अर्जांसाठी अत्यंत उच्च शुद्धता आवश्यक असते आणि सामान्यतः धातू अशुद्धींची एकूण रक्कम काही पीपीएम (ppm) पेक्षा कमी असणे आवश्यक असते.
• प्रक्रिया: फ्लोटेशन, चुंबकीय वेगळेपणा आणि ऍसिड वॉशिंग सारख्या भौतिक आणि रासायनिक पद्धतींद्वारे कच्चा माल शुद्ध करणे आवश्यक आहे ज्यामध्ये धातू आयन आणि धूळ सारख्या अशुद्धी दूर केल्या जातात.

2. द्रवीभवन

• उद्देश: क्रिस्टलीय क्वार्ट्स वाळू (SiO ₂ ) अमॉर्फस फ्यूज्ड क्वार्ट्स काचेमध्ये रूपांतरित करणे.
• पद्धती: मुख्यत्वे दोन प्रकार आहेत
• विद्युत वितळणे पद्धत :

एका निर्वात किंवा निष्क्रिय वायू (जसे की आर्गॉन) द्वारे संरक्षित विद्युत भट्टीमध्ये, इलेक्ट्रोड किंवा ग्रॅफाइट हीटरद्वारे निर्माण झालेल्या आर्कद्वारे 2000 पेक्षा जास्त तापमान प्रदान केले जाते °सेंटीग्रेड देते. ही पद्धत अत्यंत कमी हायड्रॉक्सिल (OH) सामग्रीसह वितळलेल्या क्वार्ट्झचे उत्पादन करू शकते, जे अल्ट्राव्हायोलेट बँडमधील अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे

हायड्रॉक्सिल (OH) ⁻सामग्री, जे अल्ट्राव्हायोलेट बँडमधील अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे

• ज्वाला संलयन पद्धत:

क्वार्ट्झ वालुकेचा पावडर हायड्रोजन-ऑक्सिजन ज्वाला किंवा ऑक्सिजन-हायड्रोजन ज्वालेवरून लक्ष्यावर फेकला जातो, आणि नंतर थरथर मिळून जमा होतो.

या पद्धतीने तयार केलेल्या वितळलेल्या क्वार्ट्झमध्ये सामान्यतः तुलनात्मकरित्या जास्त OH सामग्री असते, जी इन्फ्रारेड बँडसाठी योग्य आहे आणि मोठ्या आकाराच्या ब्लँक्स तयार करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते.

3. आकार देणे आणि एनीलिंग

• उद्देश: वितळलेल्या क्वार्ट्झ काचेला आवश्यक प्रारंभिक आकार (जसे की ब्लॉक, रॉड, प्लेट) देणे आणि आंतरिक तणाव दूर करणे.
• प्रक्रिया: वितळलेले क्वार्टझ काचेचे द्रव एका साच्यात ढोबळले जाते किंवा थंड होण्याची प्रक्रिया नियंत्रित करून एक विशिष्ट आकाराचे "अर्धतयार" उत्पादन तयार केले जाते. त्यानंतर, अर्धतयार उत्पादन एनीलिंग भट्टीमध्ये पाठवले जाते आणि नेमक्या नियंत्रित तापमान श्रेणीत (उदाहरणार्थ, 1100 °C पासून 800 °C खाली) हळूहळू घातले जाते. या प्रक्रियेमुळे पुढील प्रक्रिया किंवा वापरादरम्यान फुटणे किंवा विकृती होणे टाळण्यासाठी आंतरिक उष्णतेचा ताण कमीतकमी आणि समान रीतीने वाटला जातो.

क्वार्टझ डिस्कचे फायदे:

• अत्युत्तम ऑप्टिकल गुणधर्म:

• उच्च पारदर्शिता: क्वार्टझ डिस्क खोल अल्ट्राव्हायोलेट (UV) पासून ते जवळचे इन्फ्रारेड (NIR) पर्यंत विस्तृत स्पेक्ट्रल श्रेणीत अत्यंत उच्च पारदर्शिता प्रदान करतो.
• कमी फ्लोरेसन्स: क्वार्टझ डिस्क मूळच फ्लोरेसन्सच्या खालच्या पार्श्वभूमीवर असतो, जे संवेदनशील ऑप्टिकल मोजमापांसाठी महत्त्वाचे आहे.

• उत्कृष्ट उष्णता स्थिरता:

• अत्यंत कमी उष्णता विस्तार गुणांक: जलद तापमान बदलांखाली उष्णता धक्का आणि विकृती यांना अत्यंत प्रतिरोधक.
• उच्च मऊपणा बिंदू: क्वार्टझ डिस्क अत्यंत उच्च ऑपरेटिंग तापमान सहन करू शकते. क्वार्टझ प्लेट दीर्घकाळ 1100 अंशांपर्यंत प्रतिरोधक करू शकते आणि अल्पकालीन कार्य तापमान 1200 अंश आहे.

• उत्कृष्ट रासायनिक शुद्धता आणि प्रतिकारशक्ति:

• निष्क्रियता: बहुतेक अम्ले, लवण आणि धातूंद्वारे होणाऱ्या संक्षणाला अत्यंत प्रतिरोधक. हायड्रोफ्लुओरिक अॅसिड वगळता, क्वार्टझ काच इतर अम्लांशी रासायनिक उपचारासाठी जवळजवळ प्रतिक्रिया करत नाही, आणि त्याची अॅसिड प्रतिरोधकता सेरामिक आणि स्टेनलेस स्टीलच्या 150 पट आहे.

• उत्कृष्ट विद्युत निरोधक कार्यक्षमता :

क्वार्टझ डिस्कचा रेझिस्टन्स मूल्य सामान्य काचेच्या 10,000 पट इतके आहे. हे एक उत्कृष्ट विद्युत निर्वाहक सामग्री आहे आणि उच्च तापमानावरही चांगल्या विद्युत गुणधर्मांचे पालन करते. ‌

• उच्च शुद्धता: क्वार्टझ डिस्क अत्यंत कमी अशुद्धी पातळीसह तयार केले जाऊ शकते, ज्यामुळे संवेदनशील प्रक्रियांमध्ये दूषण टाळले जाते.
• उत्कृष्ट विद्युत निर्वाहकता: क्वार्टझ डिस्कमध्ये उच्च डायइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ आणि कमी डायइलेक्ट्रिक नुकसान असते.
• उच्च लेसर डॅमेज थ्रेशोल्ड: क्वार्ट्झ डिस्क उच्च-पॉवर लेसर किरणांना तोंड देऊ शकते आणि नुकसान न होता टिकून राहते, ज्यामुळे लेसर अ‍ॅप्लिकेशन्ससाठी हे आदर्श आहे.

मुख्य अ‍ॅप्लिकेशन क्षेत्रे:

• ऑप्टिक्स आणि फोटॉनिक्स:

• लेन्सेस, विंडोज आणि प्रिझम्स: यूव्ही लिथोग्राफी उपकरणे, उच्च-पॉवर लेसर सिस्टम, दूरबिनी आणि स्पेक्ट्रोस्कोपिक साधनांमध्ये वापरले जाते.
• ऑप्टिकल फायबर: दूरसंचार आणि डेटा प्रेषणासाठी वापरल्या जाणार्‍या उच्च-शुद्धतेच्या ऑप्टिकल फायबरसाठी हे मुख्य सामग्री आहे.

• सेमीकंडक्टर उत्पादन:

• वेफर कॅरियर आणि प्रक्रिया ट्यूब: उच्च तापमान प्रक्रियेमध्ये सिलिकॉन क्रिस्टल्स वाढवण्यासाठी आणि चिप्स तयार करण्यासाठी त्याच्या शुद्धता आणि उष्णता स्थिरतेमुळे क्रूसिबल्स, डिफ्यूजन ट्यूब आणि वेफर बोट्स म्हणून वापरले जाते.

• प्रकाशन:

• हाय-इंटेन्सिटी डिस्चार्ज (HID) दिवे: पारा, मेटल हॅलाइड आणि झेनॉन आर्क दिवे यांच्या आवरणासाठी सामग्री म्हणून वापरले जाते कारण ते उच्च तापमान आणि यूव्ही विकिरण सहन करू शकते.

• प्रयोगशाळा उपकरणे:

• क्युवेट्स आणि प्रयोगशाळा सामग्री: यूव्ही-व्हिस स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि रासायनिक निष्क्रियता आणि उष्णता धक्का प्रतिरोध आवश्यक असलेल्या अ‍ॅप्लिकेशन्समध्ये वापरले जाते.

स्पष्ट क्वार्ट्स डिस्कचे तांत्रिक दत्ता