Optiques en ZnSe / Séléniure de Zinc : guide d’achat

Si vous travaillez avec des lasers CO2 il est impossible de ne pas avoir remarqué les couleurs ambrées des lentilles et fenêtres en ZnSe. Ces optiques sont également largement utilisées pour l’imagerie IR et les applications biomédicales.  Le ZnSe est une matière semi-conductrice du groupe II-VI.

Pourquoi le ZnSe / Séléniure de Zinc est une bonne matière optique ?

Le ZnSe a une bonne transmission dans l’infrarouge jusqu’à 21µm il est donc naturellement une bonne matière pour les applications de d’imagerie thermique. En outre, comme la matière est partiellement transparente dans le visible il est relativement facile d’effectuer les alignements optiques.

Un des avantages du ZnSe en comparaison aux autres matières IR est son faible niveau d’absorption dans l’IR, ce qui signifie que c’est une matière très intéressante pour les laser de puissance*, d’où leur vaste utilisation pour les laser CO2 à 10,6µm. En outre, comme le ZnSe est fabriqué par Déposition de Vapeurs Chimiques (CVD) sa pureté est élevée, il y a donc très peu d’impuretés qui peuvent impacter ses caractéristiques optiques.

Les optiques en séléniure de zinc sont une bonne alternative au germanium pour les applications IR à haute température. Alors que les caractéristiques optique du germanium se dégradent fortement à partir de 100°C le ZnSe reste stable jusqu’à 250°C.

*l’absorption créerai une accumulation de chaleur et donc détruirait l’optique, pour avoir une bonne tenue au flux il est indispensable d’avoir une faible absorption

ZnSe / Séléniure de Zinc : propriétés

Propriétés du Séléniure de Zinc :

Propriétés	Valeurs
Nom de la matière	Séléniure de Zinc
Formule chimique / élément chimique	ZnSe
Structure de la matière	Polycrystalin
Couleur	Jaune ambré
Indice de réfraction	2,5 (2,403 @ 10,6µm)
Champs de transmission	600nm à 21µm
Densité	5,27 g/cm3
Dureté	120 Knoop
Module de Young	71 GPa
Expansion thermique	7*10-6 °K-1
Conductivité thermique	19 W/(m*°K)
Point de fusion	1790 °K

Courbe de transmission du séléniure de zinc

Quel type de composant optique peut être fabriqué en ZnSe ?

Le séléniure de zinc est une matière relativement tendre et donc facile à usiner et polir ou à usiner par pointe diamantée, elle est donc directement utilisée pour la plupart des composants optiques:

• Fenêtres ZnSe : principalement utilisées pour les applications IR et les lasers C02 (10,6µm)
• Lentilles ZnSe : des lentilles sphériques et asphériques sont couramment utilisées pour les systèmes de vision infrarouge.
• Prismes ZnSe : utilisés en spectroscopie

Le séléniure de zinc de résiste pas aux acides et émet des gaz toxiques en cas de contact avec des acides, il n’est donc pas recommandé pour des environnement avec présence d’acides.

A MANIPULLER AVEC ATTENTION ! Le ZnSe est une matière relativement molle il faut donc faire attention de ne pas rayer ou endommager les optiques en les touchant, en outre la matière est toxique, il convient de la manipuler avec des gants et de se laver les mains après toute manipulation.

Spécifications de fabrication des lentilles et fenêtres

Dimensions disponibles

Propriétés	Valeurs
Diam 3 à D300mm
Tolérances dimensionnelles	+/-0,01mm
Qualité de surface	S&D : 20/10
Planéité	1/2 lambda
Traitement soptiques	AR 10,6µm ou AR 8-14µm

Ce tableau correspond à des valeurs génériques, elles peuvent être améliorées au cas par cas.

Où acheter des composants optiques en ZnSe ?

Les substrats de ZnSe sont rare dans la nature, la majorité de la matière première disponible sur le marché est fabriqué synthétiquement.

Les fabricants d’optiques de précision IR, peuvent fournir tout type de composant optique en ZnSe et peuvent également fournir des traitements de surface pour en améliorer les caractéristiques.

N’hésitez pas à contacter SINOPTIX pour vos projets.