BK7 CaF2 ZnSe Lentille de fenêtre optique pour systèmes optiques UV et IR

1. Composition du matériau et fonction principale :

• Solution de matériau hybride : combine trois matériaux optiques distincts (verre BK7, cristal de fluorure de calcium, séléniure de zinc) en un seul élément de fenêtre/lentille de protection.

• Fonction principale : sert de barrière environnementale robuste et de transmetteur à large bande pour les systèmes optiques fonctionnant dans les spectres ultraviolets (UV), visibles (VIS) et infrarouges (IR).

2. Principales propriétés des matériaux et forces spectrales :

• Verre BK7 (borosilicaté) :

  • Transmission : excellente dans le spectre visible (VIS).

  • Propriétés : grande durabilité mécanique, bonne résistance chimique, rentable. Fournit une intégrité structurelle.

• CaF2 (fluorure de calcium) :

  • Transmission : transmission UV profonde exceptionnelle (jusqu'à ~190 nm), bonne dans le VIS et le proche infrarouge (NIR). Résiste au noircissement par rayonnement.

  • Propriétés : faible dispersion de l'indice de réfraction, faible dilatation thermique, seuil de dommage laser élevé. Relativement mou.

• ZnSe (séléniure de zinc) :

  • Transmission : transmission à large bande exceptionnelle du NIR au lointain IR/LWIR (jusqu'à ~20 µm).

  • Propriétés : essentiel pour les lasers IR thermiques et CO₂ (10,6 µm), bonne résistance aux chocs thermiques. Modérément mou, sensible à l'humidité/à l'abrasion (nécessite souvent des revêtements).

3. Propriétés critiques combinées :

• Transmission ultra-large bande : couvre de manière transparente les longueurs d'onde UV (via CaF2), VIS (via BK7/CaF2) et IR (via ZnSe/CaF2) en un seul composant.

• Barrière environnementale robuste : protège les optiques internes sensibles (capteurs, lasers, détecteurs) de la poussière, de l'humidité, des contaminants et des dommages physiques.

• Intégrité optique : maintient une faible distorsion du front d'onde pour une transmission précise de la lumière.

• Durabilité : tire parti de la dureté du BK7 tout en bénéficiant des capacités de manipulation thermique et laser du CaF2/ZnSe.

4. Fonction principale :

• Transmettre efficacement la lumière sur le spectre UV-VIS-IR tout en scellant hermétiquement et en protégeant les composants internes d'instruments optiques sophistiqués fonctionnant dans ces gammes de longueurs d'onde exigeantes.

5. Applications clés (systèmes UV et IR) :

• Systèmes d'imagerie multispectrale et hyperspectrale : couvrant les gammes UV-VIS-NIR-SWIR-MWIR-LWIR.

• Systèmes laser haute puissance : fenêtres de protection pour les lasers à excimères UV, les lasers Nd:YAG à multiplication de fréquence et, en particulier, les lasers CO₂ (10,6 µm) où le ZnSe excelle.

• Imagerie thermique (caméras IR) : fenêtres pour les caméras SWIR, MWIR et LWIR (par exemple, les systèmes FLIR).

• Spectroscopie à large bande : spectromètres FTIR, UV-VIS-NIR nécessitant un large accès spectral.

• Défense et aérospatiale : dômes et fenêtres pour les systèmes de recherche de missiles, les systèmes de surveillance, les nacelles de ciblage.

• Instruments scientifiques et de recherche : équipements nécessitant des performances sur les longueurs d'onde UV et IR extrêmes.