Infrarotoptik

Siliziumlinse

Monokristallines Silizium ist ein infrarotoptisches Material mit hervorragendem Gesamtkostenverhalten. Czochralski-Silizium (OCZ-Si) in optischer Qualität als Transmissionsmaterial wird häufig im mittleren Infrarotbereich (3–5 µm) verwendet, und die Infrarotdurchlässigkeit übersteigt 50 %. Zonengeschmolzenes monokristallines Silizium kann in einem breiteren Band (1–14 µm) verwendet werden, und hochreines zonengeschmolzenes monokristallines Silizium (HPFZ-Si) kann sogar im Ferninfrarotband (größer als 30 µm) verwendet werden.

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Hauptmerkmale

Spezialisiertes Infrarotband

Seine effektive Betriebswellenlänge beträgt 1,2–7 μm, mit besonderer Stärke im mittleren Infrarotbereich von 3–5 μm. Innerhalb dieses Bandes absorbiert es fast kein Licht und weist eine extrem hohe Durchlässigkeit auf.
Extrem hoher Brechungsindex

Sein Brechungsindex erreicht ~3,4. Dies bedeutet, dass die Oberfläche einer Siliziumlinse bei gleicher Brennweite glatter gemacht werden kann, was dazu beiträgt, die Designkomplexität und Oberflächenformfehler zu reduzieren.
Leicht und sehr hart

Mit einer Dichte von nur 2,33 g/cm³ ist es leichter als Saphir, besitzt eine hohe Härte, ist chemisch stabil und wasserunlöslich.
Gute Wärmeleitfähigkeit

Eine hohe Wärmeleitfähigkeit unterstützt die Wärmeableitung und verringert den thermischen Linseneffekt in Hochleistungsanwendungen.

Spezifikation von Siliziumlinse

Kristallographisch	Wachstumsmethode	CZ ODER FZ
Kristallographisch	Reinheit	>99,9999 %
Optisch	Brechungsindex bei n3,0	3.436
	Brechungsindex bei n5,0	3.426
	Wärmekoeffizient des Brechungsindex bei 25 ℃	1,50 x 10-4
	Übertragungsbereich, Mikrometer	1,2 - 10, 50 - 100
	Thermische lineare Ausdehnung, ℃-1 für 25 ℃	2,55 x 10-6
Thermal	Wärmeleitfähigkeit, W/(m * ℃) bei 27 ℃	159
	Spezifische Wärmekapazität, J/(kg * ℃)	0,712 x 103
	Schmelzpunkt, ℃	1412
Mechanisch	Dichte, g/cm3 bei 20 ℃	2.33
	Mohs-Härte	7
	Young-Modul (E), Pa	1,89 x 1010
	Schermodul (G), Pa	7,99 x 1010
	Poissonzahl	0,266
Chemisch	Molekulargewicht	28.09
Chemisch	Molekulargewicht	unlöslich

Ref. Index vs. Wellenlänge λ

Wellenlänge, Mikrometer	Brechungsindex
1.5	3.484
2	3.456
3	3.436
4	3.429
5	3.426
6	3.424
7	3.423
8	3.422
9	3.422

Typische Anwendungsgebiete

Infrarot-Wärmebildgebung und Temperaturmessung

Es wird zur berührungslosen Temperaturmessung, zur Überwachung der Körpertemperatur, zur Sicherheitsüberwachung und in fahrzeugmontierten Nachtsicht-Wärmebildsystemen verwendet.
Optische Kommunikation und fortschrittliche Fertigung

Wird als asphärische Linsen oder Array-Linsen zur Strahlkollimation und Fokussierung in optischen Hochgeschwindigkeitsmodulen (z. B. 400G/800G) verwendet; Wird auch in LiDAR (Light Detection and Ranging) verwendet.
Industrie und Luft- und Raumfahrt

Wird auf Infrarot-Detektionssysteme in der industriellen Temperaturmessung, Gasdetektion und in der Luft- und Raumfahrt angewendet.