Composants optiques pour l'UV, le visible et l'IR EOT

Les matériaux que nous présentons ci-dessous sont utilisés pour la fabrication de composants optiques utilisables dans l’ultraviolet, le visible et l’infrarouge : lentilles, prismes, fenêtres, etc… Certains de ces matériaux sont transparents dans le visible : le verre, la silice fondue, le fluorure de calcium (CaF2), le saphir (Al2O3). Par contre, le séléniure de zinc (ZnSe), est partiellement transparent, il est jaune dans le visible. D’autres sont totalement opaques dans le visible comme le Silicium et le germanium.

 

LE SAPHIR

Le saphir synthétique orienté ou non orienté est un des matériaux les plus durs qui existe.

Les fenêtres en saphir sont transparentes sur tout le domaine visible et une partie de

l’infrarouge, jusqu’à 5 microns. Cette transmission est particulièrement utile lorsqu’il

s’agit de procéder à des réglages de trajets optiques.

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 LE SILICIUM
 
Concurremment au germanium, le silicium est utilisé car son indice de réfraction est plus petit que celui du germanium et sa densité plus petite également. Il est très employé  pour des fenêtres sur le domain de 3 à 5 microns, et comme substrat de filtres dans l’infrarouge. 
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 LE GERMANIUM

 
Très utilisé dans des montages avec les lasers émettant dans l’infrarouge, comme par exemple, les lasers CO2, à 10,6 microns, le germanium  a l’avantage d’être bon marché, mais le désavantage de ne pas être transparent dans le visible ce qui complique les alignements, et d’avoir un indice de réfraction de 4 à 11 microns. 
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 LE FLUORURE DE CALCIUM

 
Le fluorure de calcium est transparent dans le visible et l’infrarouge jusqu’à la longueur d’onde 10 microns. Son utilisation est fréquente, si les composants optiques se trouven dans un milieu sec, car il est très hygroscopique et devient rapidement opaque en présence d’eau ou de vapeur d’eau. 
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 LE SELENIURE DE ZINC

 
Le ZnSe est un des matériaux optiques le plus employé pour l’infrarouge. Il est également très utilisé dans les manipulations avec les lasers au CO2 émettant à la longueur d’onde à 10,6 µm. 
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LE VERRE BK7

 
Les verres du type BK7 et équivalents sont les matériaux les plus couramment utilisés pour la fabrication des lentilles, des fenêtres, des prismes bon marché en grande quantitié. Ils transmettent les rayonnements dans le visible et le proche infrarouge. 

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LE QUARTZ

La silice fondue (ou quartz Q2) est un matériau dur, transparent dans le visible, l’ultraviolet et l’infrarouge, voir les courbes de transmission en fonction de l’épaisseur jointes.

Elle est utilisée dans de très nombreuses applications en raison de son homogénéité qui est meilleure que celle du verre BSC.

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FENETRES

     

                     CaF2                          ZnSe                            Ge                         Saphir

Caractéristiques des composants optiques :

Matériau : CaF2, Silice fondue (quartz), Ge, Si, éq.BK7, saphir, ZnSe
Diamètres : pour le quartz et le saphir : de 1mm à 160mm

Pour le verre éqBK7 : de 1mm à 300mm
Pour le CaF2 et le ZnSe : de 3mm à 60mm
Pour le germanium : de 3mm à 120mm
Pour le silicium : de 3mm à 180mm

Diamètres en stock : 7,25 - 7,3 – 12,5 – 12,9 – 15 – 20 – 22,5 – 25,4
Tolérances : pour le diamètre de ± 0,01mm à ± 0,1mm, pour l’épaisseur ± 0,2mm
Parallélisme : de 10 secondes d’arc à 3 minutes d’arc
Planéité : λ/2 à 632,8nm
Qualité de la surface : scratch and dig : de 10-5 à 80-50
Chanfrein : 0,25 à 45°

 

 LENTILLES

   
                  Plan Concave       Plan Convexe Cylindrique         Bi-Concave
 

Types

Plan, bi-convexe, concave, cylindrique, plan-convexe, ménisque concave/convexe

Caractéristiques des composants optiques :

Matériau : CaF2, Silice fondue (quartz), Ge, Si, éq.BK7, saphir, ZnSe, quartz
infrarouge IR
, verre borosilicate
Diamètres : de 1mm à 480mm
Planéité : de 0,25λ à 2 λ
Tolérance sur le diamètre : de +/-0,01mm à +/-0,1mm
Focale effective : +/-2%
Centrage : de 10’’ à 3’
Diamètre utile : 90% du diamètre
Qualité de la surface : de 10-5 à 80-50 scratch and dig
Chanfrein 0,1mm à 45°

 
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