แก้วกรองแสงอินฟราเรดแบบยาวพิเศษ HWB ชนิดออปติคัล

กระบวนการผลิตและลำดับงานของกระจกออปติก HWB

การผลิตกระจกออปติก HWB เป็นลำดับขั้นตอนที่มีความแม่นยำสูงและควบคุมอย่างเข้มงวด เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางออปติกเฉพาะเจาะจง เช่น ดัชนีการหักเห ค่าแอ็บบี้ และการส่งผ่านแสงในระดับสูง กระบวนการทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนหลัก ๆ ดังต่อไปนี้:

• การเตรียมวัตถุดิบและการชั่งส่วนผสม

• กระบวนการ: วัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์สูงมาก (เช่น ซิลิคอนไดออกไซด์ โบรองออกไซด์ บารีเยียมคาร์บอเนต และออกไซด์ต่างๆ รวมถึงสารเจือปนอื่นๆ) จะถูกชั่งน้ำหนักอย่างแม่นยำตามสูตรเคมีเฉพาะสำหรับกระจก HWB
• จุดประสงค์: เพื่อให้แน่ใจว่ากระจกขั้นสุดท้ายมีองค์ประกอบทางเคมีที่ตรงตามที่กำหนดไว้ เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางออปติกและกายภาพที่ต้องการ ส่วนผสมนี้เรียกว่า "batch"

• การหลอม

• กระบวนการ: วัตถุดิบที่ผสมแล้วจะถูกป้อนเข้าไปในเตาอุณหภูมิสูง สำหรับกระจกคุณภาพสูงทางด้านออปติก เช่น HWB มักจะใช้หล่อเรียงด้วยพลาตินัมหรือวัสดุเฉื่อยอื่นๆ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนจากผนังเตา
• เงื่อนไข: การหลอมเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงมาก โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1300 °°ซ และ 1600 °°ซ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ

• การกลั่นและการทำให้สม่ำเสมอ

• การกลั่น (Fining): แก้วเหลวจะถูกคงไว้ที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ฟองก๊าซ (เมล็ด) ลอยขึ้นสู่ผิวและระเหยออกไป อาจใช้สารช่วยกลั่นทางเคมีเพื่อช่วยละลายและกำจัดฟองอากาศเหล่านี้
• การทำให้สม่ำเสมอ: ทำการคนเนื้อแก้วอย่างรุนแรงโดยใช้แท่งคนพลาตินัม เพื่อกำจัดรอยขีดข่วนหรือเส้นใย (ความแปรปรวนขององค์ประกอบในท้องที่) ขั้นตอนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการบรรลุความสม่ำเสมอทางออปติกสูง ซึ่งจำเป็นสำหรับเลนส์ความแม่นยำสูง

• การสร้างรูป

• กระบวนการ: เนื้อแก้วที่สม่ำเสมอกันและปราศจากฟองอากาศ จะถูกขึ้นรูปให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถนำไปใช้งานได้ วิธีการขึ้นรูปที่พบบ่อย ได้แก่:
• การขึ้นรูป: เทวัตถุดิบที่หลอมละลายแล้วลงในแม่พิมพ์ที่อุ่นไว้ล่วงหน้า เพื่อสร้างแผ่นเลนส์ดิบ ปริซึม หรือก้อน
• การหล่อ: หล่อเป็นก้อนขนาดใหญ่ จากนั้นจึงตัดเป็นชิ้นเล็กๆ ในภายหลัง
• การกลิ้งต่อเนื่อง: สำหรับผลิตแผ่นแก้วขนาดใหญ่

• การปรับปรุง

• กระบวนการ: แก้วที่ขึ้นรูปแล้วจะถูกส่งไปยังเตาพิเศษที่เรียกว่า เตาแอนนีลลิ่ง (annealing lehr) ที่นี่จะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่แน่นอนซึ่งต่ำกว่าจุดหลอมเหลว แล้วค่อยๆ ลดอุณหภูมิอย่างช้าๆ ตามโปรไฟล์เวลา-อุณหภูมิที่ควบคุมอย่างเข้มงวด
• วัตถุประสงค์: เพื่อลดแรงเครียดภายในที่เกิดขึ้นระหว่างการขึ้นรูปและการเย็นตัว แรงเครียดที่ไม่ได้รับการปลดปล่อยอาจทำให้เกิดไบฟริงเจนซ์ (birefringence) และทำให้แก้วเปราะแตกได้ง่าย จนไม่สามารถใช้งานในด้านออปติกได้

• งานเย็น / การกลึงความแม่นยำ

• โดยทั่วไปจะดำเนินการโดยผู้ผลิตชิ้นส่วนออปติก ซึ่งซื้อแผ่นแก้วที่ผ่านกระบวนการแอนนีลลิ่งมาแล้ว กระบวนการนี้ประกอบด้วย:
• การตัด: ตัดก้อนขนาดใหญ่ให้เป็นชิ้นเล็กๆ ที่สามารถนำไปใช้งานได้
• การเจียร: ใช้ล้อที่เคลือบด้วยเพชรในการขึ้นรูปแก้วให้มีความโค้งและขนาดตามที่กำหนด (generating)
• การขัดและขัดมัน: การใช้วัสดุกัดกร่อนที่ละเอียดขึ้นเรื่อยๆ และสุดท้ายใช้น้ำยาขัด (เช่น เซเรียมออกไซด์) บนแผ่นขัด เพื่อให้ได้พื้นผิวคุณภาพทางแสงที่มีความเรียบระดับนาโนเมตร และความเสียหายของชั้นใต้ผิวน้อยที่สุด

• ชั้นเคลือบ

• กระบวนการ: หลังจากขัดมันแล้ว มักจะมีการเคลือบผิวทางแสง (เช่น เคลือบป้องกันการสะท้อน) ลงบนพื้นผิว โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การตกตะกอนด้วยไอสารแบบฟิสิกส์ (PVD) หรือสปัตเตอริง (Sputtering)
• จุดประสงค์: เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนแสง และลดการสะท้อน ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมขององค์ประกอบทางแสงดีขึ้น

• การควบคุมและตรวจคุณภาพ

• นี่เป็นส่วนสำคัญของกระบวนการทั้งหมด พารามิเตอร์หลักที่ตรวจสอบ ได้แก่
• คุณสมบัติทางแสง: ดัชนีหักเห (nd) และตัวเลขอาเบ้ ( ν ด).
• คุณภาพภายใน: ความสม่ำเสมอ การมีอยู่ของฟองอากาศ และสิ่งเจือปน
• ความเครียด: ระดับความเครียดภายในที่เหลืออยู่ วัดได้ด้วยโพล

ข้อดีของ HWB O ออปติคอล G สาวน้อย

ข้อดีหลักของกระจก optical glass แบบ HWB มาจากองค์ประกอบทางเคมีที่ได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถัน ซึ่งโดยทั่วไปให้สมดุลของคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ความโปร่งใสที่ยอดเยี่ยมและค่าการส่งผ่านแสงสูง

• มันมีค่าการส่งผ่านแสงที่สูงมากในช่วงสเปกตรัมกว้าง ตั้งแต่ช่วงแสงที่มองเห็นได้จนถึงช่วงอินฟราเรดใกล้ (หรือช่วงความยาวคลื่นที่ออกแบบไว้โดยเฉพาะ) ซึ่งช่วยลดการสูญเสียแสงภายในระบบออปติก

• ความคงทนต่อสภาพแวดล้อมที่ดี

• กระจกชนิดนี้มักมีความต้านทานสูงต่อปัจจัยแวดล้อมต่างๆ เช่น ความชื้น การเกิดคราบ และสารเคมีอ่อน ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความทนทานและการทำงานที่เชื่อถือได้ในระยะยาวของชิ้นส่วนออปติก โดยไม่เสื่อมประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญ

• ความทนทานทางเคมีสูง

• มักแสดงความต้านทานต่อการกัดกร่อนและการผุพังได้ดี ปกป้องผิวกระจกจากการโจมตีของน้ำ กรด หรือด่าง ซึ่งช่วยรักษาระดับคุณภาพผิวและความชัดเจนทางออปติก

• ไบเรฟริงเจนซ์ต่ำ

• ด้วยกระบวนการผลิตที่แม่นยำและการอบอ่อนอย่างควบคุม กระจก HWB สามารถมีระดับความเครียดภายในต่ำมาก ส่งผลให้เกิดการเลี้ยวเบนสองทาง (birefringence) ต่ำสุด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น กล้องจุลทรรศน์และลิโธกราฟี ที่ใช้แสงโพลาไรซ์

• คุณสมบัติทางกลที่ดีและการแปรรูปได้ง่าย

• มีความแข็งและความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนต่อขั้นตอนการผลิตชิ้นส่วนออปติก รวมถึงการตัด การเจียร และการขัดเงา ทำให้สามารถขึ้นรูปเป็นเลนส์และปริซึมที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำสูง

การประยุกต์ใช้งานของ HWB O ออปติคอล G สาวน้อย

เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ได้เปรียบ กระจกออปติก HWB จึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขาเทคโนโลยีขั้นสูงและอุตสาหกรรม

• เลนส์ถ่ายภาพความละเอียดสูง
• กล้องจุลทรรศน์
• เลนส์ถ่ายภาพ
• เครื่องมือออปติกและเซนเซอร์
• ระบบเลเซอร์