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Guide de Sélection Infrarouge
La radiation infrarouge (IR) est caractérisée par les longueurs d’onde de 0,750 - 1.000 μm (750 - 1.000.000 nm), et sert aux applications de défense, d’imagerie,
de spectroscopie et des sciences de la vie. Bien que des dizaines de matériaux émetteurs d’IR existent, seule une petite partie d’entre eux sont principalement
utilisés dans les industries de l’optique, de l’imagerie et de la photonique pour fabriquer des composants prêts à l’emploi. Chaque matériau possède
ses propres propriétés optiques, mécaniques et thermiques uniques qui les distinguent les uns des autres, en plus de les rendre adaptés à des applications
spécifiques. Les tableaux suivants offrent une comparaison de quelques substrats couramment utilisés.
Matériau
Gamme de
transmission
utile (μm)
Indice de
réfraction
Nombre
d’Abbe
Densité
(g/cm3)
CDT
(x 10-6/°C)
dn/dT
(x 10-6/°C)
Dureté
Knoop
(kg/mm2)
Propriétés Applications typiques
Fluorure de calcium
(CaF) 0,25 - 7,0 1,434 95,1 3,18 18,85 -10,6 158,3 Faible absorption ; homogéniété élevée de
l’indice de réfraction
2Spectroscopie, traitement de semiconducteurs,
imagerie thermique à refroidissement
Verre de
chalcogénure (IG6) 0,9 - 13,0 2,795 N/A 4,63 20,7 35,5 1,04 Faible changement thermique dans l’indice de réfraction
et la dispersion; excellente aptitude au moulage
Imagerie thermique, correction de couleurs
dans la gamme spectrale de 2 - 12 μm
Germanium
(Ge) 2,0 - 14,0 4,003 N/A 5,33 6,1 396 780 Indice de réfraction élevé; dureté Knoop élevée; excellente
transmission de l’IR moyen à l’IR lointain Imagerie thermique, imagerie IR brute
Fluorure de
magnésium (MgF2) 0,12 - 7,0 1,413 106,2 3,18 13,7 1,7 415 CDT élevé; faible indice de réfraction ; bonne
transmission de la lumière visible à l’IR moyen
Applications à large bande ne nécessitant pas
de traitement antireflet
Fluorure de baryum
(BaF2) 0,2 - 12,0 1,475 81,78 4,89 18,1 15,2 82 Large gamme de transmission ; résistant à la
radiation à haute énergie Spectroscopie par FTIR, scintillation
Bromure de
potassium (KBr) 0,25 - 26,0 1,527 33,6 2,75 43 -40,8 7 Bonne résistance aux chocs mécaniques ; soluble
dans l’eau; large gamme de transmission Spectroscopie par FTIR
Saphir
(Al203) 0,2 - 5,5 1,768 72,2 3,97 5,3 13,1 2200 Excellente durabilité ;
bonne transmission dans l’IR moyen
Systèmes laser IR, spectroscopie et matériau
résistant à l’environnement ambiant
Silicium
(Si) 1,2 - 7,0 3,422 N/A 2,33 2,55 1,6 1150 Faible coût; léger Spectroscopie, systèmes laser IR moyen,
imagerie THz
Chlorure de sodium
(NaCl) 0,25 - 16,0 1,491 42,9 2,17 44 -40,8 18,2 Faible coût; soluble dans l'eau, excellente transmission
à large bande; sensible aux chocs thermiques Spectroscopie par FTIR
Séléniure de zinc
(ZnSe) 0,6 - 18,0 2,403 N/A 5,27 7,1 61 120 Faible absorption ;
forte résistance aux chocs thermiques Systèmes laser CO2 et imagerie thermique
Sulfure de zinc
(ZnS) 0,4 - 12,0 2,631 N/A 5,27 7,6 38,7 120 Excellente transmission de la lumière visible à l’IR
lointain; plus dur et chimiquement résistant que le ZnSe Imagerie thermique
Lors de la sélection du meilleur matériau IR, il y a quelques considérations courantes :
1. Propriétés thermiques – Les matériaux optiques sont fréquemment placés dans des environnements où ils sont sujets à des températures variables.
En outre, un problème commun des applications IR est leur tendance à produire une large quantité de chaleur. Le coefficient thermo-optique (dn/dT) et le
coefficient de dilatation thermique (CDT) d’un matériau doivent être évalués pour assurer que l’optique est adaptée à l’environnement prévu.
2. Propriétés optiques – Différentes applications fonctionnent dans différentes régions du spectre IR, la transmission dans la gamme de l’application doit
donc être considérée. De même, des matériaux avec une faible dispersion devraient être considérés pour les applications à large bande, tandis que des matériaux
à dispersion élevée sont appropriés pour les applications monochromatiques. Des matériaux avec un indice de réfraction élevé nécessitent souvent
un traitement antireflet pour une transmission convenable.
3. Propriétés mécaniques – Les matériaux optiques infrarouge peuvent varier, de lourd et solide à léger et fragile. Une faible dureté Knoop indique un
matériau mou.
Fenêtres en Germanium Traitées au Carbone de Type Diamant (DLC)
Substrat : Germanium (Ge)
Tolérance dimensionnelle (mm) : +0,0/-0,1
Tolérance épaisseur (mm) : ±0,1
Planéité surface (@ 10,6 μm) : l/10
Qualité de surface : 60-40
Parallélisme (arcmin) : ≤ 1
Dureté Knoop (kg/mm2) : 780
Ouverture utile (%) : 90
Traitement AR :
Ravg @ 8 - 12 μm : ≤ 0,5%
Adhésion : selon MIL-C-48497A Paragraphe 4.5.3.1
Abrasion : Modéré, selon MIL-C-48497A Paragraphe 4.5.3.3
Humidité : selon MIL-C-48497A Paragraphe 4.5.3.2
Temp. (°C) : -80 à +160 selon MIL-C-48497A Paragraphe 4.5.4.1
Solubilité et nettoyage : selon MIL-C-48497A Paragraphe 4.5.4.2
Traitement DLC :
Adhésion : selon MIL-M-13508C Paragraphe 4.4.6
Abrasion : sevère, selon MIL-C-675C Paragraphe 4.5.10
Humidité : ≥ 24 heures selon MIL-C-675C Paragraphe 4.5.8
Solubilité sel : Immersion ≥ 24 heures par MIL-C-675C Paragraphe 4.5.7
Brouillard salin : ≥ 24 heures selon MIL-C-675C Paragraphe 4.5.9
Temp. (°C) : -80 à +160 selon MIL-M-13508C Paragraphe 4.4.4
Essuyage : ≥ 5.000 essuyages de sable/boue selon TS-1888
NOTE TECHNIQUE
• Conforme aux exigences strictes de la norme MILC
675C en matière d'abrasion
• ≥ 90% de transmission de 8 à 11,5 μm
• Idéales pour les environnements difficiles
Les Fenêtres en Germanium Traitées au Carbone de Type
Diamant (DLC) TECHSPEC® ont été conçues dans un souci
de durabilité. Dotées d'un traitement antireflets à large
bande à haut rendement sur une surface et d'un traitement
DLC spécialement conçu sur l'autre surface, ces fenêtres
offrent une excellente transmission et une résistance à
l'environnement. La surface traitée DLC est conçue pour
résister à des cycles de température de -80 à +120°C, au
brouillard salin pendant une période continue de 24 heures,
à la solubilité dans le sel pendant une période d'immersion
de 24 heures et à 5.000 oscillations des essuie-glaces dans
un mélange de sable et de boue. Les Fenêtres en Germanium
Traitées DLC TECHSPEC® répondent aux exigences
de la norme MIL-C-675C en matière d'abrasion sévère.
TECHSPEC® Fenêtres en Germanium Traitées au Carbone de Type Diamant (DLC)
Diamètre (mm) Épaisseur (mm) N°stock Prix
25,0 1,0 #13-795 €370,00
25,0 3,0 #13-796 €370,00
50,0 1,0 #13-797 €735,00
50,0 3,0 #13-798 €735,00
75,0 5,0 #13-799 €1.285,00
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