Optiques en TPX : guide d’achat

En raison de ses propriĂ©tĂ©s optiques intĂ©ressantes, de sa lĂ©gĂšretĂ© et de sa relativement bonne rĂ©sistance, le TPX suscite de plus en plus d’intĂ©rĂȘt de la part de l’industrie photonique. Apprenons-en davantage sur cette matiĂšre et ses applications.

TPX lens

Qu’est ce que le TPX ?

Définition

TPX signifie « Transparent Polymer X ». Il s’agit d’une marque dĂ©posĂ©e par Mitsui de Poly-mĂ©thyl-pentĂšne (ou PMP). Il peut ĂȘtre utilisĂ© comme matiĂšre premiĂšre pour l’usinage de polymĂšres, l’injection plastique, l’extrusion ou encore sous forme de film mince.

Le TPX prĂ©sente une bonne transparence pour une gamme trĂšs Ă©tendue allant de la zone UV Ă  la zone THz. Il prĂ©sente Ă©galement de trĂšs bonnes propriĂ©tĂ©s d’isolation Ă©lectrique, une bonne rĂ©sistance Ă  l’humiditĂ© et Ă  la chaleur.

De plus, le polyméthylpentÚne est le plus léger (voir détails ci-dessous) des polymÚres et présente un indice de réfraction stable et relativement faible (faible dispersion).

Spécifications

Dans le tableau ci-dessous, vous trouverez les caractéristiques les plus courantes du TPX.

CaractéristiquesValeursRemarques
Point de fusion833 kg/cm3le plus léger des polymÚres, sa densité est moins de la moitié de cette du PTFE
Dureté232°C
Point de Vicat ramollisement168°C
T° de distortion127°C
Aborption d’eau moins de 0.01 pourcentASTM-D570
Résistivité volumique>10^16 ohm.cm
limite d’Ă©lasticitĂ©30 MpaASTM-D570
Dureté Rockwell83échelle HRR
Transmitance94%**dans la zone THZ. Voir les courbes ci-dessous pour les autres longueurs d’onde. Meilleure transmission sur le THz.
Indice de réfraction1.463dans la gamme visible, varie entre 1,46 et 1,466 dans la gamme THz

Il est intĂ©ressant de noter que la matiĂšre a Ă©tĂ© validĂ©e par l’administration de la FDA pour une utilisation dans l’alimentaire.

De plus, comme il est sans halogĂšne, il est considĂ©rĂ© comme un matĂ©riau respectueux de l’environnement.

Quels composants optiques sont disponibles en TPX ?

Le polymĂ©thylpentĂšne peut ĂȘtre formĂ© et poli en plusieurs types de composants optiques :

! Le TPX Ă©tant principalement utilisĂ© dans les applications THZ oĂč l’aspect qualitĂ© de surface n’est pas trĂšs important, il est important d’exiger un polissage de haute qualitĂ© si le composant doit Ă©galement ĂȘtre utilisĂ© dans le domaine visible/UV.

Les avantages par rapport aux autres matiĂšres THz

D’autres matĂ©riaux peuvent ĂȘtre utilisĂ©s pour les applications THz, notamment le silicium HRFZ, le PTFE (tĂ©flon), le quartz orientĂ© en Z, le COP, le COC et le saphir.

L’avantage du TPX est une meilleure transmission dans la vision THz, une plage de transmission plus large (de l’UV au THz) ainsi qu’ĂȘtre une matiĂšre plus lĂ©gĂšre.

Tableau comparatif de la transmission UV de différents polymÚres et verres.

TPX UV transmission

L’utilisation en extĂ©rieur des optiques TPX n’est pas recommandĂ©e car elle peut entraĂźner un changement de couleur et une dĂ©tĂ©rioration de la qualitĂ©.

Pourquoi utiliser l’optique TPX dans les systĂšmes cryogĂ©niques ?

ComparĂ© Ă  d’autres optiques THz comme le PEHD et le HR-Si, le TPX prĂ©sente une bonne stabilitĂ© thermique, ce qui signifie que le fonctionnement Ă  tempĂ©rature cryogĂ©nique n’affecte pratiquement pas ses propriĂ©tĂ©s mĂ©caniques. Sa rĂ©sistance thermique Ă©vite la condensation Ă  sa surface, prĂ©servant ainsi une bonne capacitĂ© optique lors des variations de tempĂ©rature.

Le faible indice de rĂ©fraction du TPX est Ă©galement un atout, car il rĂ©duit les dĂ©formations optiques. Enfin, ce matĂ©riau prĂ©sente un spectre de transmission Ă©levĂ© et continu, de l’infrarouge au THz.

Different usages des optiques en TPX

La plage de transmission optique Ă©tant trĂšs Ă©tendue de l’UV au THz, de nombreuses applications peuvent ĂȘtre trouvĂ©es, voici les plus courantes :

  • Les fenĂȘtres TPX sont souvent utilisĂ©es dans les chambres Ă  vide car elles peuvent ĂȘtre utilisĂ©es jusqu’Ă  10-9 mm.Hg.
  • Produits cryogĂ©niques
  • Industrie alimentaire
  • Equipements mĂ©dicaux
  • Émetteur et camĂ©ras THz
  • Recherche

Combien coûtes les optiques en TPX?

En raison de la complexitĂ© de sa fabrication et du nombre relativement limitĂ© d’acteurs de production, la matiĂšre TPX est plutĂŽt plus chĂšre que les autres polymĂšres.

Heureusement, la matiÚre est assez facile à travailler et à polir, ce qui permet de maintenir les coûts des composants optiques TPX compétitifs, en particulier par rapport au HRFZ-Si et au saphir.

Comme pour chaque projet, les spĂ©cifications et les quantitĂ©s sont diffĂ©rentes, il est prĂ©fĂ©rable de contacter les fabricants de composants optiques THz pour obtenir le prix d’un composant spĂ©cifique.

Autres ressources sur l’optique: