光学部品ウィンドウシートとその用途

光学窓板の種類

λ/4、λ/10可視窓板

平面のウィンドウシートは、外部環境にさらされる電子センサーや検出器の重要な保護層として機能します。これらの平行平面板は、光の最適な透過を保証するように設計されており、様々な光学用途に不可欠なものとなっています。これらのウィンドウ・シートの材料の選択は、効果的に透過させる必要のある特定の波長範囲に大きく依存します。

紫外線（UV）、可視光線（VIS）、近赤外線（NIR）、短波長赤外線（SWIR）スペクトルの用途では、フッ化バリウム（BaF2）、フッ化カルシウム（CaF2）、硫化亜鉛（ZnS）、セレン化亜鉛（ZnSe）、シリコン（Si）、ゲルマニウム（Ge）などの材料が一般的に採用されている。これらの材料は、赤外線領域での透過率が高いため、特に好まれています。さらに、フューズドシリカとサファイアは、この波長領域での卓越した透明性により、紫外線用途に好まれます。

材質	用途スペクトル
BaF2	UV、VIS、NIR、SWIR
CaF2	UV、VIS、NIR、SWIR
亜鉛メッキ	近赤外、近赤外
亜鉛セレン	近赤外、近赤外
Si	IR
Ge	IR
溶融シリカ	紫外
サファイア	紫外線

ウィンドウ・シートの精度は、平坦度と平行度で測定されることが多く、これも重要な要素である。例えば、λ/10ウィンドウ・シートは、632.8nmの波の10分の1に相当する平坦度を保証し、レーザー・システムのような高精度のアプリケーションに適している。これとは対照的に、λ/4ウィンドウ・シートは、平坦度の要求がやや厳しくなく、より幅広い公差に対応できるイメージング用途に適している。

まとめると、λ/4またはλ/10可視窓板の選択は、希望する波長透過率や要求される光学精度など、アプリケーションの特定の要件にかかっています。

K9高精度両面光学平面結晶

K9高精度両面光学平面結晶は、他の高仕上げ光学部品の平面度誤差をテストし、特性評価するための極めて重要な基準面として機能します。これらの結晶は、接合プロセスの性能を保証するために不可欠であり、比類のない精度の平坦度を提供します。通常、これらの平坦結晶は個別に使用され、2つの異なる表面タイプがあります：λ/10とλ/20。

λ/10表面タイプは、最高の精度が要求される用途向けに設計されています。この仕様は、表面の平坦度誤差が測定に使用される光の波長の10分の1以内であることを意味し、通常約632.8nmです。このような高精度は、レーザー技術や高解像度イメージングなど、わずかな偏差が光学システムの性能に大きな影響を与える環境では極めて重要です。

K9 高精度両面光学平面結晶

一方、λ/20表面タイプは、精度とコストパフォーマンスのバランスを提供します。この仕様は、表面の平坦度誤差が測定波長の20分の1以内であることを保証するものです。λ/10仕様ほど厳密ではありませんが、λ/20表面タイプは、航空宇宙産業や半導体産業など、多くの高度な光学用途に適した高い精度を提供します。

表面タイプ	平面度誤差 (λ)	代表的なアプリケーション
λ/10	63.28 nm	レーザー技術、高解像度イメージング
λ/20	31.64 nm	航空宇宙、半導体産業

これらの両面光学平面結晶は、製造における品質管理に不可欠であるだけでなく、正確な測定が技術革新の礎となる研究開発においても重要な役割を果たしています。

K9高精度ウェッジウィンドウピース

K9高精度ウェッジウインドウピースは、2つの平行でない平面の間の角度が31弧分であることが特徴です。この特別なデザインには2つの目的があります。一般的にエタロン効果として知られる干渉効果を効果的に緩和することです。このわずかな角度を導入することで、ウェッジ・ウインドウは透過光の質を低下させる定在波の形成を防ぎます。

さらに、ウェッジ・ウインドウの非平行面は、レーザー・システムの安定性を守る上で重要な役割を果たします。レーザー共振器では、光干渉によるフィードバックが、レーザー出力の安定性の低下やモードジャンプといった重大な問題を引き起こす可能性があります。ウェッジウインドウの設計は、本質的にこのフィードバックを低減し、それによってレーザーシステムの全体的な性能と信頼性を向上させます。これにより、K9高精度ウェッジウインドウピースは、正確で安定した光学条件を維持することが最も重要なアプリケーションにおいて、不可欠なコンポーネントとなります。

K9ドーム

半球状のシェル構造を特徴とするドームウィンドウは、入射光の広い角度範囲を必要とするアプリケーションに対応するように設計された保護ウィンドウとして機能します。このユニークなデザインは、検出器や光学センサーなど、光源やセンサーが広い視野で動作する場合に特に有利です。ドーム形状は、ウィンドウの耐久性を高めるだけでなく、光が表面全体に均一に分散されるようにし、潜在的な歪みや損失を最小限に抑えます。

一般的に平行平面板である平面窓シートとは対照的に、ドーム窓は機械的ストレスや衝撃が懸念される環境に対して、より堅牢なソリューションを提供します。半球形状のため物理的な損傷に強く、頑丈な用途や高ストレス用途に最適です。さらに、広角に光を取り込み、分散させるドームの能力は、正確で均一な光透過を必要とする光学システムにとって好ましい選択となります。

K9ドーム

K9ドームウィンドウの用途は多岐にわたり、従来の光学センサーやディテクターにとどまりません。広角の光捕捉がレーザー出力の安定性と性能を維持するために重要なレーザーシステムにも利用されています。さらに、これらのウィンドウは、クリアで歪みのない視界が最も必要とされる様々なイメージング技術にも採用されています。

特徴	商品説明
形状	半球殻
用途	検出器、光センサー、レーザーシステム、イメージング技術
特長	広い入射角度範囲、耐久性の向上、均一な配光
平面シートとのコントラスト	機械的応力や衝撃に対する耐性が高く、過酷な環境に適しています。

K9ドームウインドウは、その構造的な完全性だけでなく、様々な光学用途で信頼性の高い性能を発揮する能力でも際立っており、光学エンジニアリングの分野で汎用性の高い部品となっています。

光学ウィンドウシート選択ガイド

基板材料

光学ウィンドウシートの基板材料の選択は、いくつかの重要な要素に左右される重要な決定です。透過する光の波長、材料の屈折率、分散係数、密度、熱膨張係数、軟化温度、ヌープ硬度などです。これらの特性はそれぞれ、異なるスペクトル帯域における特定の用途への材料の適合性を決定する上で重要な役割を果たします。

紫外可視近赤外（NIR）帯のアプリケーションでは、一般的なウィンドウ材料として、フッ化マグネシウム（MgF₂）、フッ化バリウム（BaF₂）、K9ガラス、石英などがあります。これらの材料は、構造的完全性と光学的透明性を維持しながら、これらの波長内で効率的に光を透過させる能力のために選択されます。

基板材料

遠赤外線(IR)帯域では、そのユニークな特性のために異なる材料が好まれる。フッ化カルシウム（CaF₂）、シリコン（Si）、ゲルマニウム（Ge）、硫化亜鉛（ZnS）、セレン化亜鉛（ZnSe）、硫黄系ガラスなどが一般的に使用されている。これらの材料は、吸収が低く、遠赤外領域での透過率が高いため、深赤外透過を必要とする用途に最適です。

スペクトルバンド	一般的な材料
紫外可視近赤外	フッ化マグネシウム（MgF₂）、フッ化バリウム（BaF₂）、K9ガラス、石英
遠赤外線	フッ化カルシウム（CaF₂）、シリコン（Si）、ゲルマニウム（Ge）、硫化亜鉛（ZnS）、セレン化亜鉛（ZnSe）、硫黄系ガラス

材料の選択は、光学機器における高精度の必要性や、極端な環境条件に耐える必要性など、アプリケーションの特定の要件によってさらに影響を受けます。これらの要因を理解することで、選択された基板材料が、意図されたスペクトル範囲とアプリケーションの状況で最適な性能を発揮することが保証されます。

光学的および機械的精度

表面の平坦度、平行度、表面品質は、光学窓シートの領域において極めて重要な特性です。これらの特性は、様々な用途におけるコンポーネントの性能と信頼性に直接影響します。

表面の平坦度は一般的に632.8nmの波長に対して測定され、1/10波の平坦度は632.8nmの波の平坦度に相当します。この指標は、最小限の歪みと最適な光透過率を確保するために極めて重要である。例えば、わずかな収差でも大幅な性能劣化につながるレーザー用途では、1/10波長以上の平坦度を持つウィンドウシートが切望されている。逆に、イメージング用途では、高解像度と鮮明度を維持するために、1/4波以上の平坦度が要求されることが多い。

平行度（ウィンドウシートの表面が互いに平行である度合い）も重要な要素です。高い平行度は、光学性能に悪影響を及ぼす内部反射や干渉を防ぐために不可欠です。これは、レーザー共振器のような用途では特に重要であり、平行度が悪いとレーザー出力の安定性が損なわれる可能性があります。

スクラッチやディグ仕様などの要素を含む表面品質は、光を散乱させ、全体的な効率を低下させる可能性のある欠陥がウィンドウシートにないことを保証します。低精度のウィンドウシートは、照明や検査などそれほど重要でない用途に適していますが、それでも効果的に機能するためには一定レベルの表面品質が必要です。

まとめると、光学ウィンドウシートの精度は、多様な光学用途の厳しい要求を満たすために、平面度、平行度、表面品質のバランスを多面的に考慮する必要があります。

コーティングオプション

ウインドウシートには、表面の反射ロスを軽減し、基板をシームレスに光が通過しやすくするために、透過率向上フィルムが施されることがよくあります。これらのコーティングは、特に繊細な用途において、光学部品の性能を最適化するために非常に重要です。透過率向上フィルムの主な種類は以下の通りです：

単層透過率向上フィルム:このタイプのコーティングは、特定の波長の光透過率を高めるように設計されており、精密なスペクトル調整が必要な用途に最適です。
広帯域透過率向上フィルム:その名の通り、幅広い波長域で効果を発揮し、様々な光学用途に対応する汎用性の高いコーティングです。
V字型透過率向上膜:この革新的なコーティングは、反射を最小限に抑えながら光透過率を最大化するユニークなV字型プロファイルを提供し、特に高精度光学システムに適しています。

コーティングオプション

コーティングタイプ	アプリケーションの利点
シングルレイヤー	特定の波長アプリケーションに最適な高精度スペクトル調整。
ブロードバンド	幅広い波長帯域に対応し、多様な光学ニーズに対応します。
Vシェイプ	光透過率を高め、反射を最小限に抑え、高精度システムに最適。