产品概述
氟化钡(BaF₂)窗口片是一种由氟化钡单晶材料制成的光学平面元件。它因其极其宽广的透射范围,特别是从紫外到中红外区域的优异性能而著称。虽然其机械性能和化学稳定性相对一些其他氟化物晶体(如CaF₂)稍弱,但其独特的“快响应”特性使其在特定高科技领域,如闪烁体探测和红外光谱学中,成为不可替代的光学元件。
核心特性与优势
极宽的透射波段:透射范围约为 0.15 μm ~ 12 μm,覆盖真空紫外(VUV)、紫外(UV)、可见光(Vis)到中红外(IR)的广阔光谱区域。
高透射率:在主要应用波段内具有很高的体透射率。
闪烁特性:BaF₂是一种高效的闪烁体材料,其发光衰减时间极短,有一个约为0.6纳秒的“快成分”。这对于高计数率、高时间分辨率的辐射探测应用至关重要。
化学性质:不溶于水,但易被强酸侵蚀。相较于其他红外材料(如ZnSe, Ge),其硬度较低,耐刮擦性较差。
主要应用领域
BaF₂窗口片主要应用于对光谱范围和响应时间有严苛要求的场合:
辐射探测与核医学:作为闪烁体探测器的入射窗和同时作为闪烁体,用于γ射线、X射线探测、高能物理实验、正电子发射断层扫描(PET)等。
红外光谱学:作为傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、气体分析仪等设备的光学窗口,特别适用于需要覆盖中红外波段的分析。
紫外光学系统:用于紫外激光器、紫外光谱仪等需要深紫外透射的窗口或透镜。
科研与国防:用于热成像系统、导弹制导头罩、天文观测等领域的红外窗口。
关键技术参数
| 参数类别 | 参数名称 | 典型值/描述 |
| 晶体性质 | 晶体结构 | 立方晶系 |
| 密度 | 4.89 g/cm³ | |
| 莫氏硬度 | ~3 | |
| 光学性质 | 透射范围 | 0.15 – 12 μm |
| 折射率(@5 μm) | ~1.45 | |
| 吸收系数 | 在透射波段内极低 | |
| 折射率温度系数 | 较高(-1.6 × 10⁻⁵ /K @ 10 μm),需注意热透镜效应 | |
| 机械与热学性质 | 热膨胀系数 | 18.4 × 10⁻⁶ /K |
| 热导率 | 11.72 W/(m·K) | |
| 软化点 | ~1280 °C | |
| 化学性质 | 溶解性 | 不溶于水,微溶于盐酸 |
| 耐酸性 | 差,易被酸侵蚀 | |
| 耐碱性 | 优于耐酸性 |
标准产品规格(可定制)
| 规格项目 | 可选范围 |
| 直径/尺寸 | 5 mm – 150 mm(或更大尺寸需咨询) |
| 厚度 | 1 mm – 20 mm(标准库存厚度通常为2mm, 3mm, 5mm) |
| 公差 | 直径公差:±0.1 mm 厚度公差:±0.1 mm 平行度:< 1 arc min(标准), < 10 arc sec(高精度) 面型:λ/4 @ 633nm(标准), λ/10(高精度) |
| 表面质量 | 划痕–麻点:20-10(标准), 10-5(高精度) |
| 倒角 | 保护性倒角(通常为0.1mm ~ 0.3mm × 45°) |
| 镀膜 | 可提供增透膜(AR膜),根据特定激光波长或波段定制(如:3-5 μm, 8-12 μm) |
使用、操作与存储注意事项
小心取放:BaF₂材料较软,易刮伤和碎裂。务必佩戴干净的手套操作,避免直接用手接触表面,防止留下污渍和划痕。
清洁方法:
使用惰性气体(如干燥氮气)吹掉表面灰尘。
对于顽固污渍,可用分析纯的无水乙醇或丙酮,用棉签或镜头纸轻轻擦拭。切忌用力按压。
避免使用任何酸性或碱性清洁剂。
环境适应性:
温度:避免剧烈的温度变化,以防因热应力导致破裂。其热冲击性能较差。
湿度:长期暴露在潮湿环境中表面可能产生轻微水解,形成雾状。在干燥环境中存储为佳。
安装:安装时需使用柔性材料(如软金属垫片)进行固定,施加的压紧力要均匀、适度,避免产生过大的机械应力导致晶体破裂。
与其他红外材料的比较
| 材料 | 透射范围 (μm) | 硬度 | 化学稳定性 | 主要特点 |
| BaF₂ | 0.15 – 12 | 低 | 耐水性好,怕酸 | 最宽的透射范围,闪烁体特性 |
| CaF₂ | 0.15 – 9 | 中 | 耐水性好,怕酸 | 性能均衡,激光损伤阈值高 |
| ZnSe | 0.5 – 20 | 中低 | 良好 | 优异的红外性能,价格昂贵 |
| Ge | 2 – 16 | 高 | 良好 | 高折射率,不透明可见光,需制冷 |
| Si | 1.2 – 15 | 高 | 良好 | 硬度高,成本较低,不透明可见光 |
订购信息
订购时请提供以下信息以便我们为您提供准确的产品:
| 序号 | 直径D(mm) | 直径误差
(mm) |
厚度(mm) | 厚度公差
(mm) |
面型 | 表面
光洁度 |
| 1 | 12.5 | +0.0/-0.1 | 2 | ±0.1 | λ/2 | 40/20 |
| 2 | 12.7 | +0.0/-0.1 | 2 | ±0.1 | λ/2 | 40/20 |
| 3 | 25 | +0.0/-0.1 | 3 | ±0.1 | λ/2 | 40/20 |
| 4 | 25.4 | +0.0/-0.1 | 3 | ±0.1 | λ/2 | 40/20 |
| 5 | 40 | +0.0/-0.1 | 3 | ±0.1 | λ/2 | 40/20 |
| 6 | 50 | +0.0/-0.1 | 3 | ±0.1 | λ/2 | 40/20 |
材料:氟化钡 (BaF₂)
尺寸:直径/长×宽 (mm) 和 厚度 (mm)
公差要求:直径、厚度、平行度、面型精度
表面质量:划痕-麻点等级
镀膜要求:指定增透波段或激光波长
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