CVD(화학 기상 증착) 다이아몬드는 뛰어난 광학적 특성을 지니고 있어 산업용부터 과학 및 방위 관련 분야까지 다양한 응용 분야에 매우 바람직한 소재입니다. 광학적 특성으로는 심자외선부터 마이크로파 파장까지 광범위한 스펙트럼 범위에서 뛰어난 투과율을 자랑합니다. 또한 높은 굴절률, 낮은 흡수 계수, 뛰어난 유전체 강도를 가지고 있습니다. 이러한 특성 덕분에 CVD 다이아몬드는 레이저 광학, 고출력 레이저용 창 및 내구성과 광학적 선명도가 요구되는 기타 응용 분야에 사용하기에 이상적입니다. 아래에서 CVD 다이아몬드의 주요 광학적 특성에 대해 자세히 설명합니다.
핵심 사항 설명:
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넓은 스펙트럼 투과율
- CVD 다이아몬드는 알려진 소재 중 가장 넓은 스펙트럼 대역을 가지고 있으며, 그 범위는 다음과 같습니다 심자외선(0.23μm) 에 원적외선 그리고 밀리미터파 마이크로파 대역 .
- 투과율 범위가 넓어 레이저 광학 및 산업용 창문과 같이 여러 파장에 걸쳐 광학적 선명도가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
- 예를 들어 다음과 같은 경우 종료 창으로 특히 유용합니다 CO₂ 레이저 는 자동차 커팅 애플리케이션에 일반적으로 사용됩니다.
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높은 굴절률
- CVD 다이아몬드의 굴절률은 다음과 같습니다 2.376 파장 10μm의 경우 .
- 굴절률이 높으면 빛을 효과적으로 굴절시키는 소재의 능력에 기여하므로 정밀한 빛 조작이 필요한 광학 시스템에서 유용합니다.
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낮은 흡수 계수
- CVD 다이아몬드의 흡수 계수 범위는 다음과 같습니다 0.20°C에서 03 ~ 0.05cm-¹ .
- 흡수 계수가 낮으면 빛이 소재를 통과할 때 손실이 최소화되어 광학 애플리케이션에 매우 효율적입니다.
- 이 특성은 에너지 손실을 최소화해야 하는 고출력 레이저 시스템에서 특히 유리합니다.
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마이크로파 투과율 및 손실 탄젠트
- CVD 다이아몬드는 마이크로파 투과율 5.7 및 145GHz에서 2×10-⁵의 손실 접선 각도 .
- 이러한 특성으로 인해 낮은 신호 손실과 높은 유전체 성능이 중요한 마이크로파 및 무선 주파수 애플리케이션에 탁월한 소재입니다.
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유전체 강도
- CVD 다이아몬드의 유전체 강도는 다음과 같습니다 1×10⁷ V/cm 로 매우 높습니다.
- 이러한 특성 덕분에 재료가 분해되지 않고 높은 전기장을 견딜 수 있어 고전압 광학 및 전자 시스템에 사용하기에 적합합니다.
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광채와 반짝임
- CVD 다이아몬드 전시 강렬한 광채와 반짝임 천연 다이아몬드와 유사합니다.
- 이러한 광학적 특성은 높은 굴절률과 뛰어난 빛 분산으로 인해 천연 다이아몬드와 시각적으로 구분할 수 없기 때문입니다.
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내구성 및 경도
- 경도는 8,500 kgf/mm² 그리고 모스 척도 등급은 10 cVD 다이아몬드는 알려진 가장 단단한 소재 중 하나입니다.
- 이러한 내구성 덕분에 고온이나 기계적 스트레스와 같은 극한의 조건에서도 광학적 특성이 안정적으로 유지됩니다.
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레이저 광학 분야의 애플리케이션
- CVD 다이아몬드는 특히 레이저 광학에 이상적인 소재입니다 cO₂ 레이저용 출구 창 .
- 고출력을 견디고 광학 선명도를 유지하는 능력은 산업용 레이저 절단 및 용접 분야에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
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실리콘 포함 가능성
- CVD 프로세스 중 실리콘 내포물 는 성장 챔버의 실리카 윈도우 에칭으로 인해 다이아몬드에 유입될 수 있습니다.
- 이러한 내포물은 광학적 특성에 약간의 영향을 미칠 수 있지만 일반적으로 미미하며 소재의 전반적인 성능에 큰 영향을 미치지 않습니다.
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천연 다이아몬드와 비교
- CVD 다이아몬드는 동일한 내부 구조, 화학적 구성 및 광학적 특성 천연 다이아몬드처럼.
- 따라서 천연 다이아몬드의 광학적 및 기계적 특성이 필요한 애플리케이션에 비용 효율적이고 지속 가능한 대안이 될 수 있습니다.
요약하자면, CVD 다이아몬드는 광학적 특성으로 인해 다양한 용도로 사용할 수 있는 다목적 고성능 소재입니다. 광범위한 스펙트럼 투과율, 높은 굴절률, 낮은 흡수 계수, 뛰어난 내구성으로 레이저 광학, 마이크로파 시스템 및 산업용 창에 사용하기에 이상적입니다. 이러한 특성은 비용 효율성 및 지속 가능성과 결합되어 CVD 다이아몬드는 과학 및 산업 분야에서 선도적인 소재로 자리매김하고 있습니다.
요약 표:
| 속성 | 값/범위 | 애플리케이션 |
|---|---|---|
| 스펙트럼 투과율 | 0.23μm(UV)~마이크로파 대역 | 레이저 광학, 산업용 창 |
| 굴절률 | 2.10μm에서 376 | 정밀한 빛 조작이 필요한 광학 시스템 |
| 흡수 계수 | 0.20°C에서 03-0.05cm-¹ | 고출력 레이저 시스템 |
| 마이크로파 투과율 | 5.145GHz에서 7 | 마이크로파 및 RF 애플리케이션 |
| 유전체 강도 | 1×10⁷ V/cm | 고전압 광학 및 전자 시스템 |
| 경도 | 8,500kgf/mm²(모스 10) | 극한의 조건에서도 내구성 높은 애플리케이션 |
| 광채와 반짝임 | 천연 다이아몬드와 유사 | 천연 다이아몬드와 육안으로 구별할 수 없음 |
| 애플리케이션 | CO₂ 레이저 출구 창, 산업용 광학 | 레이저 절단, 용접 및 고출력 광학 시스템 |
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