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硅窗口/硅透镜

单晶硅是综合性价比优良的红外材料。可分为透过级 (Transmissive Grade)及反射级(Mirror Grade)。作为透射级材料的光学级直拉单晶硅(OCZ-Si)广泛应用于中红外(1—6um)波段,红外透过率超过50%。区熔单晶硅可用于更宽波段(1--14um),高纯的区熔单晶硅(HPFZ-Si)甚至还可用于远红外波段(大于30um)。 
硅单晶还是优良的激光反射镜材料。相比较于其他反射镜材料如铜和钼,硅单晶由于其良好的导热性、优良的热稳定性、较低的热膨胀系数以及密度相对较低、成本低,易于精密加工等优势,目前是CO2激光器反射镜首选的基底材料。


   




单晶硅窗口光学加工指标

项目 常规指标 极限指标
直径 φ5-250mm+0/-0.2 φ3-350mm+0/-0.2
厚度 1-50mm+/-0.1 0.02-50mm+/-0.02
平行 <3 <5
光洁度 60/40 40/20
面形 N<λ/2@633nm(50mm内) N<λ/10@633nm(50mm内)
有效通光孔径 >90% >95%
倒角 保护性<0.5mmX45 保护性<0.5mmX45

单晶硅透镜光学加工指标

项目 常规指标 极限指标
直径 φ5-250mm+0/-0.2 φ3-350mm+0/-0.2
厚度 1-50mm+/-0.1 0.02-50mm
中心偏 3分 1分
光洁度 60/40 40/20
面形 N<λ/2@633nm(50mm内) N<λ/10@633nm(50mm内)
有效通光孔径 >90% >95%
倒角 保护性<0.5mmX45 保护性<0.5mmX45




   





Silicon properties
Chemical Formula Si
Molecular Weight 28.09
Crystal Class Cubic
Lattice Constant, Å 5.43
Density, g/cm3 at 293 K 2.329
Dielectric Constant for 9.37 x 109 Hz 13
Melting Point, K 1690
Thermal Conductivity, W/(m K)
at 125 K
at 313 K
at 400 K

598.6
163
105.1
Thermal Expansion, 1/K
at 75 K
at 293 K
at 1400 K

-0.5 x 10-6
2.6 x 10-6
4.6 x 10-6
Specific Heat, cal/(g K)
at 298 K
at 1800 K

0.18
0.253
Debye Temperature, K 640
Bandgap, eV 1.1
Solubility in water None
Knoop Hardness, kg/mm2 1100
Mohs Hardness 7
Young's Modulus, GPa 130.91
Shear Modulus, GPa 79.92
Bulk Modulus, GPa 101.97
Poisson's Ratio 0.28



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