Optische Komponenten aus ZnSe / Zinkselenid: ein Leitfaden
Bei der Arbeit mit CO2-Lasern sind die hellen bernsteinfarbenen Fenster und Linsen aus ZnSe oft präsent. Weitere sehr häufige Anwendungen sind die Infrarot-Bildgebung und biomedizinische Anwendungen. ZnSe ist ein Halbleitermaterial der Gruppe II-VI.
Warum ist ZnSe / Zinkselenid ein gutes optisches Material?
ZnSe hat eine gute IR-Durchlässigkeit von bis zu 21 µm und ist daher eine gute Wahl für die thermische Optik, und da es im sichtbaren Bereich teilweise transparent ist, lässt sich die optische Ausrichtung recht einfach durchführen.
Einer der Vorteile von ZnSe im Vergleich zu anderen IR-Materialien ist seine geringe Absorption im IR-Bereich, was bedeutet, dass es ein sehr interessantes Material* für Hochleistungslaser ist und daher häufig für CO2-Laseranwendungen bei 10,6µm verwendet wird. Das liegt daran, dass Absorption Wärme erzeugen und dadurch die Optik beschädigen würde. Materialien mit hoher Absorption haben eine niedrige LIDT.
Da ZnSe durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt wird, ist seine Reinheit hoch, so dass seine optischen Eigenschaften nicht durch Verunreinigungen beeinträchtigen wird.
Zinkselenid ist eine gute Alternative zu Germanium für Hochtemperaturanwendungen, da es bis zu 250 °C standhalten kann, während sich die optischen Eigenschaften von Germanium ab 100 °C verschlechtern.
ZnSe / Zinkselenid : Eigenschaften
Tabelle der Eigenschaften von Zinkselenid :
| EIGENSCHAFT | WERT |
| Chemische Formel / Chemisches Element | ZnSe |
| Struktur des Materials | Polykristallin, kubische Struktur |
| Farbe | gelb |
| Brechungsindex | 2.5 (2.403 @ 10.6µm) |
| Übertragungsbereich | 600nm bis 21µm |
| Dichte | 5.27 g/cm3 |
| Härte | 120 Knoop |
| Elastizitätsmodul | 71 GPa |
| Thermische Ausdehnung | 7*10-6 °K-1 |
| Thermische Leitfähigkeit | 19 W/(m*°K) |
| Schmelzpunkt | 1790 °K |
Transmissionskurve von Zinkselenid
Welche Art von optischen Komponenten können aus ZnSe hergestellt werden?
Zinkselenid ist ein eher weiches Material, das sich relativ leicht bearbeiten und polieren oder diamantdrehen lässt, weshalb es für die meisten gängigen optischen Komponenten verwendet wird:
- ZnSe-Fenster: meist für Infrarotanwendungen und C02-Laser (10,6µm) verwendet
- ZnSe-Linsen: Sphärische Linsen und asphärische ZnSe-Linsen werden häufig in IR-Vision-Systemen verwendet
- ZnSe-Prismen: Verwendung in der Spektroskopie
Zinkselenid ist nicht säurebeständig und gibt bei Kontakt mit Säuren giftige Gase ab, daher empfehlen wir seine Verwendung nur für säurefreie Umgebungen.
VORSICHT BEI DER HANDHABUNG! Bei der Handhabung von ZnSe-Optiken ist Vorsicht geboten, da sie ziemlich weich sind und leicht zerkratzen oder beschädigt werden können. Außerdem ist das Material giftig, es wird empfohlen, es mit Handschuhen zu behandeln und sich nach der Handhabung die Hände zu waschen.
Allgemeine Spezifikationen für Fenster und Linsen
| EIGENSCHAFT | WERT |
| Verfügbare Größen | Diam 3mm bis Diam 300mm |
| Maßtoleranzen | +/-0.01mm |
| Mögliche Oberflächenqualität | S&D : 20/10 |
| Flatness | 1/2 lambda |
| Beschichtungen | AR 10.6µm oder AR 8-14µm |
Wo kann man optische Komponenten aus Zinkselenid kaufen?
ZnSe-Substrate kommen in der Natur nur sehr selten vor, daher wird das meiste Rohmaterial in Laboren kristallisiert.
Die Lieferanten von IR-Präzisionsoptik bieten alle Arten von optischen Komponenten aus Zinkselenid an und können auch optische Beschichtungen für verbesserte Eigenschaften anbieten.
Zögern Sie nicht, Sinoptix zu kontaktieren, um weitere Einzelheiten zu erfahren oder ein Angebot anzufordern.
