광학 창 은 무엇 인가? 현대 광학 기구 에 미치는 영향
그리고광학 창문의광학적 부품특정 파장 대역의 효율적인 전송을 허용하면서 광 시스템의 내부 요소를 보호하기 위해 사용됩니다.그 핵심 기능은 광학 기기에 대한 "투명한 장벽"으로 작용하는 것입니다., 광적 신호의 약화 또는 왜곡을 최소화하면서 외부 환경 간섭 (먼지, 습기, 기계 충격과 같은) 에서 격리합니다.
주요 특징
| 특징 | 설명 |
|---|---|
| 높은 전염성 | 대상 대역 (예: 가시, IR, UV) 에서 90%~99.9%의 전송률 |
| 낮은 반사력 | 반사 방지 (AR) 로 코팅된 표면; 단면 반사율 <0.1% |
| 환경적 지속성 | 고온 저항성 (1200°C까지), 부식 저항성 (산/알칼리), 방사능 저항성 (우주용품) |
| 기계적 강도 | 강도는 7 (예를 들어, 사파이어 창문) 까지, 수백 MPa의 압력을 견딜 수 있다. |
난...광학 창문 이 현대 광학 기구 에 미치는 혁명적 영향
1환경적 한계를 깨고 응용을 확장합니다.
(1) 극심한 환경 보호: 우주선 광학 창문은 우주 방사선과 온도 변동 (+200°C ~ -150°C) 에 견딜 수 있으며 위성 카메라와 LiDAR의 작동을 보장합니다.
(2) 밀폐 시스템 통합: 레이저 절단기의 ZnSe 창은 금속 증기 오염을 격리하여 CO2 레이저 수명을 연장합니다.
2광학 시스템 성능을 향상:
(1).신호 신뢰성: IR chalcogenide 유리 창문 (> 90% 전파 @ 8-12μm) 은 열영상기로 정확한 온도 캡처를 보장합니다.
(2) 에너지 효율: 높은 레이저 손해 문 (예: Nd: YAG 레이저에 대한 융합 실리카, > 10 J/cm2) 는 레이저 에너지 손실을 줄입니다.
3소형화 및 비용 절감:
(1).복합 구조를 대체: 단일사파이어 창문드론 리다르에서 멀티 렌즈 하우스를 교체하여 무게를 70% 줄입니다.
(2.) 표준화된 대량 생산: 의료용 섬유 결합 창문 (<10mm 지름) 은 스탬핑 비용 < 1개당 5달러로 만들어집니다.
II. 광학 창문 의 전형적 응용 및 예
1.레이저 처리- 네
2 레이저 의학
| 적용 시나리오 | 창 유형 | 주요 사양 | 사례 예 |
|---|---|---|---|
| 안과 수술 | 칼슘 플루오라이드 (CaF2) | 이중 대역 AR 코팅 (780-1064nm), 생물 호환성 인증 | ZEISS VisuMax 페스트 초초 코르네아 절제 시스템 |
| 피부 레이저 치료 | 사피르 | 열전도 46W/ ((m·K), -10°C까지 접촉 냉각 | Cynosure CoolGlide 탈모 시스템 |
| 내시경 레이저 프로브 | 의료용 쿼츠 | 지름 3mm, 자동 클라브 저항 (135°C/30min) | 올림푸스 레이저 리토트립시 내시경 |
3 항공우주
| 적용 시나리오 | 창 유형 | 주요 사양 | 사례 예 |
|---|---|---|---|
| 인공위성 복합 스펙트럼 영상 | MgF2로 코팅된 쿼츠 | 광대역 송전성 0.2-5μm, 양성자 방사선 저항성 > 1×1012/cm2 | 미국 랜드사트-9 위성 다스펙트럼 카메라 |
| 하이퍼소닉 차량 탐색기 | 스피넬 | 열 충격 저항 > 500°C/s, 강도 8.5 모스 | 러시아 "지르콘" 하이프 미사일 IR 창 |
| 우주 정거장 관측 창 | 다층 합성 사피르 | 미크로미테오로이드 충격 저항 (1mm 입자 @ 10km/s) | ISS "Cupola" 모듈 창 |
4레이저 스캐닝과 센싱
| 적용 시나리오 | 창 유형 | 주요 사양 | 사례 예 |
|---|---|---|---|
| 자율주행 차량 리다르 | NIR 증강된 쿼츠 유리 | 듀얼 밴드 AR 코팅 (905/1550nm), 전파율> 99.5% | 로보센스 M1 리더 |
| 산업용 3D 스캐너 | 보로실리케이트 유리 | CTE 3.3×10−6/°C, 안개 코팅 | FARO 포커스 프리미엄 스캔 |
| 레이저 원격 측정기 | K9 광 유리 | 표면 도형 정확도 λ/4 @632.8nm | 라이카 디스토 X4 휴대용 원격계 |
III. 주요 수용 기준 및 시험 방법
1일반 수용 기준:
| 매개 변수 | 시험 표준 | 전형적인 도구 | 예제 (레이저 의료 창) |
|---|---|---|---|
| 스펙트럼 전송 | ISO 9211-4 | 스펙트럼 사진 측정기 | T ≥99% @ 1064nm, 오차 < 0.3% |
| 표면 품질 | MIL-O-13830A | 화이트 라이트 인터페로미터 | 스크래치/디그: 60-40 (밀-스펙) |
| 표면 그림 | ISO 10110-5 | 레이저 인터페로미터 | 그림 오류 ≤λ/8 @ 632.8nm |
| 환경적 지속성 | MIL-STD-810G | 열실 + 소금 안개실 | 100회 회전 후 균열이 발생하지 않습니다 (-50°C ~ +85°C) |
2분야별 표준 예제:
(1) 레이저 처리 창 (예를 들어, CO2 레이저에 대한 ZnSe):
손상 문턱: ISO 21254에 따라 테스트, >5 MW/cm2 @ 10.6μm (CW).
열 렌즈 효과: 오프틱 전력 변화 <0.1m−1 개도 온도 경사 때문에.
코팅 접착력: 코팅 제거 없이 테이프 테스트 (ASTM D3359) 를 통과합니다.
(2) 항공 우주 창문 (예: 위성용 사피어):
방사능 경화: 1e14 p/cm2의 양성자 복용 후 VIS에서 < 2% T 손실
진공 배출가스: TML (총 질량 손실) <0.1%, CVCM <0.01% (ASTM E595).
미세 운석 보호: 1mm Al 발사 @ 6km/s (ESA ECSS) 를 견딜 수 있다.
(3) 의료 레이저 창 (예를 들어, 엔도스코프 쿼츠 창):
생체 호환성: ISO 10993-5 세포 독성성
살균 저항: 100개의 오토클라브 사이클 (134°C/18min) 후 < 0.5% T 변화.
수분공포성: 물 접촉 각도 > 110° (유체 접착을 방지합니다.)
미래 트렌드: 스마트 윈도우의 성장
1적응형 광학 창문:피에조전기를 통한 실시간 열 변형 수정 (예를 들어, 제노프틱의 액티브 윈도)
2자기 청소 나노 코팅:로터스 효과를 모방하는 초수소공성 코팅 (NASA의 화성 탐사선 렌즈).
3파장 선택 창:메타물질 (MIT 실험실 프로토타입) 을 기반으로 조정 가능한 THz 필터링 창.
결론:
이산화탄소 레이저를 보호하는 ZnSe 창문부터 우주 수준의 사파이어 보호 위성 "눈"까지 광학 창문은 필수적인 "보이지 않는 보호자"로 작용합니다." 현대 광학 기술의 초석을 형성새로운 재료 (투명한 세라믹, 다이아몬드 필름과 같은) 가 스마트 기술과 일치함에 따라미래 광학 창문은 단순한 "투명한 유리"를 넘어 센싱을 통합하는 핵심 광학 시스템 모듈으로 진화 할 것입니다., 변조 및 보호
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