石英ガラス窓 | UV溶融シリカ光学ビューポート | カスタムサイズ & コーティング対応

概要

石英ガラス窓は、溶融シリカ窓または石英光学窓とも呼ばれ、高純度の二酸化ケイ素（SiO₂）から作られた精密な平面コンポーネントです。優れた熱安定性、高いUVからIRへの透過性、低い熱膨張、および優れた耐薬品性により、光学、産業、科学用途で広く使用されています。

石英窓は、必要なUV/VIS/IR透過率、内部欠陥、および純度に応じて、JGS1、JGS2、JGS3など、さまざまなグレードで利用できます。これらの窓は、真空チャンバー、レーザーシステム、分析機器などの需要の高い環境で、ビューポート、保護カバー、または光学透過媒体としてよく使用されます。

製造原理

石英ガラス窓の製造プロセスは、主に次の手順を含みます。

1. 原料の準備
   高純度シリカ（多くの場合99.99%以上）が準備され、通常は天然石英粉末または合成的に得られた四塩化ケイ素（SiCl₄）ガスの形で使用されます。

2. 溶融プロセス
   原料は、次のいずれかの技術を使用して溶融されます。

   • フレームフュージョン（合成石英の場合）：シリコン化合物が炎中で酸化され、SiO₂として堆積される化学気相成長（CVD）法。

   • 電気フュージョン（天然石英の場合）：天然石英砂を高温電気炉で溶融します。

3. ブランク成形
   溶融石英はブロックまたはプレートに成形され、内部応力を除去するためにアニーリングされます。

4. 切断と研削
   ガラスブランクは、ダイヤモンドソーまたはCNCツールを使用して特定の形状とサイズに切断されます。

5. 研磨
   光学グレードの表面は、高表面平坦度、平行度、および低表面粗さを実現するために、両面研磨または精密ラッピングによって実現されます。

6. 洗浄と検査
   最終的な洗浄は、超音波または化学浴を使用して行われ、透過率と外観の仕様を満たすために、視覚的および分光学的検査が続きます。

用途

石英ガラス窓は、数多くの高性能用途に不可欠です。

• レーザーシステム
  高い損傷閾値と熱安定性により、出力カプラーまたは保護窓として使用されます。

• 半導体処理
  化学腐食と熱衝撃に対する優れた耐性により、プラズマエッチング、イオン注入、およびCVDチャンバーのビューポートとして機能します。

• UV殺菌と消毒
  石英窓はUV-C光を透過するため、殺菌システムにおけるUVランプの理想的なカバーとなります。

• 科学計測
  高い光学的な透明度と低い吸収が不可欠な分光法、望遠鏡、およびフォトニクス機器で使用されます。

• 航空宇宙および防衛
  過酷な環境条件下での耐放射線性および安定性を提供します。

• 医療および分析デバイス
  UV/VIS分析用のイメージングシステムおよびフローセル内の敏感な光学系を保護します。

FAQ

Q1：JGS1、JGS2、JGS3石英ガラスの違いは何ですか？
A：

• JGS1: 185～2500 nmの高透過率を持つUVグレードの溶融シリカ。UV光学系に適しています。

• JGS2: 220～2500 nmの標準光学石英。一般的な光学系でよく使用されます。

• JGS3: 可視光から近赤外線範囲で主に透過する赤外線グレードの石英。UV応答は限定的です。

Q2：石英窓は高温に耐えられますか？
A：はい。溶融石英は最大1100℃まで連続的に動作し、それを超える短時間の暴露にも耐えることができるため、高温環境に最適です。

Q3：石英窓は真空用途に適していますか？
A：もちろんです。石英は非常に低いガス放出を持ち、真空および熱サイクル下でも構造的完全性を維持するため、UHV（超高真空）ビューポートに最適です。

Q4：どのような表面仕上げが利用できますか？
A：窓は通常、表面粗さ <10 Å RMSに研磨されます。ご要望に応じて、平坦度はλ/10以上になる場合があります。

Q5：石英窓は、ホウケイ酸ガラスなどの他のガラス材料と比較してどうですか？
A：石英ガラスは、UV透過率、耐熱性、および化学的耐久性においてホウケイ酸ガラスよりも優れていますが、その高純度と処理の複雑さから、より高価です。

Q6：石英窓はカスタマイズできますか？
A：はい。特定の用途の要件に応じて、サイズ、厚さ、コーティング（AR、HRなど）、および形状（円形、正方形、楕円形）に関してカスタマイズできます。

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