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Monokristallines Silizium ist ein optisches Infrarotmaterial mit ausgezeichnetem Preis-Leistungs-Verhältnis. Optisches Czochralski-Silizium (OCZ-Si) findet als Transmissionsmaterial breite Anwendung im mittleren Infrarotbereich (3–5 µm) und weist eine Infrarot-Transmission von über 50 % auf. Zonenschmelz-monokristallines Silizium kann in einem breiteren Spektralbereich (1–14 µm) eingesetzt werden, und hochreines Zonenschmelz-monokristallines Silizium (HPFZ-Si) eignet sich sogar für den Ferninfrarotbereich (über 30 µm).
Its effective operating wavelength is 1.2–7 μm, with particular strength in the 3–5 μm mid-infrared range. Within this band, it absorbs almost no light, exhibiting extremely high transmittance.
Its refractive index reaches ~3.4. This means that, for the same focal length, the surface of a silicon lens can be made smoother, helping to reduce design complexity and surface shape errors.
With a density of only 2.33 g/cm³, it is lighter than sapphire, possesses high hardness, is chemically stable, and is insoluble in water.
High thermal conductivity aids in heat dissipation, reducing the thermal lensing effect in high-power applications.
| Kristallographische | Wachstumsmethode | CZ ODER FZ |
|---|---|---|
| Reinheit | >99,9999 % | |
| Optische | Brechungsindex bei n3.0 | 3,436 |
| Brechungsindex bei n5,0 | 3,426 | |
| Thermischer Brechungsindexkoeffizient bei 25 °C | 1,50 x 10-4 | |
| Transmissionsbereich, Mikrometer | 1,2 - 10, 50 - 100 | |
| Thermische Längenausdehnung, ℃⁻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 | |
| Elastizitätsmodul (E), Pa | 1,89 x 1010 | |
| Schermodul (G), Pa | 7,99 x 1010 | |
| Poissonzahl | 0,266 | |
| Chemische | Molekulargewicht | 28.09 |
| Molekulargewicht | unlöslich |
| 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 |
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