「フューズドシリカ」または「フューズドクォーツ」は、石英(SiO2)の非晶質相です。ホウケイ酸ガラスとは対照的に、フューズドシリカには添加物が含まれていないため、純粋なSiO2の形で存在します。フューズドシリカは、通常のガラスと比較して、赤外線および紫外線スペクトルでの透過率が高くなっています。フューズドシリカは、超高純度のSiO2を溶融し、再凝固させることによって製造されます。一方、合成フューズドシリカは、SiCl4などのケイ素を多く含む化学前駆体から作られ、これらはガス化され、H2 + O2雰囲気中で酸化されます。この場合に形成されるSiO2ダストは、基板上でシリカに融合されます。フューズドシリカブロックは、ウェーハにカットされ、その後、ウェーハは最終的に研磨されます。
JGS1、JGS2、およびJGS3は、それぞれ異なる波長範囲で最適な性能を発揮するように設計された、高純度フューズドシリカの3つの特殊グレードです。厳格な製造基準の下で製造されており、優れた光透過性、熱安定性、および環境劣化に対する耐性を提供します。これらの材料は、レーザーシステム、分光法、半導体プロセス、赤外線イメージング、および精密計測に広く使用されています。
3つのグレードすべてが、優れた純度と均一性を備えた非晶質SiO₂をベースにしていますが、その主な違いは、スペクトル範囲とOH含有量の制御にあり、さまざまなUV、可視光、およびIRアプリケーションに最適です。
波長透過範囲:185~2500 nm
主な利点:優れた深紫外線(DUV)透過率。
JGS1は、深紫外線スペクトルで優れた透過率を必要とするアプリケーション向けに設計されたプレミアムUVグレードフューズドシリカです。超低金属不純物と制御された水酸基(OH)含有量で製造されており、UVレーザー照射下での吸収を最小限に抑え、高い安定性を提供します。
JGS1の主な光学特性:
200 nm以上からの高透過率(>90%)。
非常に低い蛍光と最小限のソーラリゼーション。
エキシマレーザー波長に対する高いレーザー損傷閾値。
精密研磨後に達成可能な優れた表面品質。
JGS1の代表的な用途:
エキシマレーザー光学系(193 nm、248 nmシステム)。
フォトリソグラフィー投影レンズとマスク。
分光装置用のUVグレードウィンドウとプリズム。
高性能UVビームスプリッター。
紫外線分析用の科学計測器。
波長透過範囲:220~3500 nm
主な利点:可視光(VIS)から近赤外線(NIR)領域までのバランスの取れた性能。
JGS2は、可視光および近赤外線アプリケーション向けに最適化された汎用光学グレードフューズドシリカです。中程度のUV透過率も維持していますが、その主な強みは、VIS~NIRスペクトルでの高い透過率と低い波面歪みにあります。
JGS2の主な光学特性:
可視光スペクトル全体での高透過率。
約220 nmまでの良好なUV透明性。
優れた耐熱衝撃性と機械的強度。
最小限の複屈折による均一な屈折率。
JGS2の代表的な用途:
精密イメージングレンズとウィンドウ。
VIS~NIR波長用のレーザーシステム光学系。
光学顕微鏡と投影システム。
測定デバイス用のビームスプリッター、フィルター、およびプリズム。
高エネルギーレーザー環境での保護光学系。
波長透過範囲:260~3500 nm
主な利点:OH吸収ピークを低減した、強化された赤外線(IR)透過率。
JGS3は、IR関連のアプリケーション向けに特別に設計されています。製造プロセスでは、水酸基含有量を最小限に抑え、標準的なフューズドシリカで一般的な約2.73 μmと約4.27 μmでの吸収帯を低減します。これにより、JGS3はIR分光法および熱画像処理で特に価値があります。
JGS3の主な光学特性:
低吸収損失による高IR透過率。
OH関連の吸収帯の低減。
優れた耐熱性および耐薬品性。
繰り返し加熱サイクル中の安定した光学特性。
JGS3の代表的な用途:
IR分光計ウィンドウとキュベット。
熱画像カメラ光学系。
IRセンサー保護ウィンドウ。
工業用高温ビューポート。
光ファイバーIR通信コンポーネント。
適切なグレードを選択するために、比較概要を以下に示します:
特性 / グレード | JGS1 | JGS2 | JGS3 |
---|---|---|---|
主な波長範囲 | 185~2500 nm | 220~3500 nm | 260~3500 nm |
UV透過率 | 優れている | 良好 | 限定的 |
可視光透過率 | 優れている | 優れている | 優れている |
IR透過率 | 良好 | 良好 | 優れている |
OH含有量 | 低い | 標準 | 非常に低い |
代表的な用途 | UVレーザー、リソグラフィー、分光法 | 一般光学系、VIS~NIRレーザー | IR光学系、熱画像処理 |
原料精製 – 超高純度SiO₂原料のみを使用。
制御された溶融 – 最小限のインクルージョンと気泡を保証。
アニーリング – 内部応力を除去して低複屈折性を維持。
精密成形 – 正確な寸法を得るためにダイヤモンド工具を使用。
超微細研磨 – 表面粗さ<5 Å RMSを達成。
スペクトル試験 – 分光光度計を使用して透過率曲線を検証。
Q1: JGS1、JGS2、およびJGS3フューズドシリカの主な違いは何ですか?
A:
JGS1は、優れた深紫外線透過率(185~2500 nm)を備えたUVグレードフューズドシリカであり、エキシマレーザー、リソグラフィー、およびUV分光法に最適です。
JGS2は、可視光から近赤外線(220~3500 nm)アプリケーション向けに最適化された光学グレードフューズドシリカであり、汎用精密光学系に最適です。
JGS3は、赤外線透過率(260~3500 nm)が強化され、OH吸収ピークが最小限に抑えられたIRグレードフューズドシリカであり、IR分光法および熱画像処理に使用されます。
Q2: JGS1、JGS2、およびJGS3のどれを選択すればよいですか?
A:主な波長範囲にグレードを合わせます:
赤外線に焦点を当てた設計、特にOH吸収の低減が重要な場合は、JGS1JGS1を選択します。
赤外線に焦点を当てた設計、特にOH吸収の低減が重要な場合は、JGS2を選択します。
赤外線に焦点を当てた設計、特にOH吸収の低減が重要な場合は、JGS3を選択します。
Q3: JGS1、JGS2、およびJGS3は、高出力レーザーシステムで使用できますか?
A:はい。3つのグレードすべてが、高いレーザー損傷閾値(1064 nm、10 nsパルスで>20 J/cm²)と優れた耐熱性を備えています。ただし、エキシマレーザー(193 nm、248 nm)の場合、JGS1は、優れたUV耐性があるため、推奨される選択肢です。
Q4: JGS1、JGS2、およびJGS3の間で化学的耐久性に違いはありますか?
A:3つのグレードすべては、フューズドシリカに固有の同じ化学的安定性を共有しており、フッ化水素酸と高温濃アルカリを除く、酸、水、およびほとんどの化学物質に対して優れた耐性があります。
ZMSHは、特殊光学ガラスおよび新結晶材料のハイテク開発、製造、販売を専門としています。当社の製品は、光学エレクトロニクス、家電製品、および軍事分野に貢献しています。サファイア光学コンポーネント、携帯電話レンズカバー、セラミックス、LT、炭化ケイ素SIC、石英、および半導体ウェーハを提供しています。熟練した専門知識と最先端の設備により、非標準製品の加工に優れており、光電子材料のハイテク企業をリードすることを目指しています。