Руководство по сравнению марок кварцевого стекла в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах

Система классификации кварцевого стекла сложна, и коммерческие марки разных производителей могут сбить с толку. По способу приготовления кварцевое стекло можно разделить на электроплавленное кварцевое стекло, газорафинированное кварцевое стекло, синтетическое кварцевое стекло (метод CVD), плазменное кварцевое стекло и т. д.; по чистоте его можно разделить на кварцевое стекло высокой чистоты, обычное кварцевое стекло и легированное кварцевое стекло; По внешнему виду различают прозрачное кварцевое стекло и непрозрачное кварцевое стекло. В реальном отборе более распространенной основой классификации являются спектральные характеристики. Исходя из этого, кварцевое стекло можно разделить на кварцевое стекло с ультрафиолетовым излучением, кварцевое стекло с видимым излучением и кварцевое стекло с инфракрасным излучением, что соответствует трем основным типам марок JGS1, JGS2 и JGS3.

Основываясь на приведенной выше классификации, в этой статье были рассмотрены взаимоотношения основных продуктов при сравнительном анализе. Основным принципом является «сравнительный анализ типов», а не «полная эквивалентность торговых марок», то есть они классифицируются на основе основных характеристик, таких как производственный процесс, содержание гидроксила, спектральные характеристики и т. д. Следует отметить, что даже для одного и того же типа кварцевого стекла продукты разных производителей могут иметь различия в незначительных характеристиках, таких как содержание пузырьков, однородность, коэффициент пропускания определенной длины волны и т. д. Поэтому при фактическом выборе не рекомендуется просто следовать таблице сравнения торговых марок, а скорее составить комплексную таблицу. суждение, основанное на конкретных параметрах производительности. Понимание различий между кварцевыми стеклами ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазона является основой для сравнительного анализа и выбора.

1.Три основных типа кварцевого стекла и их характеристики.

Из основных типов JGS1 (ZS, сорт для дальнего ультрафиолета/ультрафиолетового света) относится к типичному ультрафиолетовому кварцевому стеклу, отличающемуся чрезвычайно высокой чистотой, высоким содержанием гидроксилов и чрезвычайно низким содержанием металлических примесей. Он имеет превосходный коэффициент пропускания в глубоком ультрафиолетовом диапазоне и широко используется в полупроводниковой литографии, лазерной оптике и источниках ультрафиолетового света. Соответствующая продукция многих мировых производителей представляет собой в основном синтетический кварц высокой чистоты, полученный методом химического газофазного осаждения, который также известен как синтетический плавленый кварц или кварц высокой чистоты. Преимущество этого материала в том, что он может обеспечить стабильное пропускание глубокого ультрафиолета с длиной волны ниже 200 нм. Однако следует отметить, что его высокие гидроксильные характеристики вызывают поглощение в инфракрасном диапазоне, поэтому он не подходит для сценариев применения в инфракрасном диапазоне. JGS2 (KS, ультрафиолетовое/видимое стекло) — распространенный представитель видимого кварцевого стекла, которое изготавливается методом электролитической плавки с использованием в качестве сырья природных кристаллов или песка высокой чистоты. Он содержит небольшое количество металлических примесей и пузырьков, а его коэффициент пропускания коротковолнового ультрафиолета ниже, чем у JGS1. Он в основном используется в диапазоне от видимого до ближнего инфракрасного диапазона и часто используется в обычных лампах и окнах видимого ближнего инфракрасного диапазона. Эти продукты иногда также называют плавленым кварцем оптического качества или обычным оптическим кварцевым стеклом. По сравнению с JGS1, стоимость производства JGS2 значительно ниже, поэтому в некоторых сценариях с низкими требованиями к оптическим характеристикам он по-прежнему имеет определенное рыночное пространство. JGS3 (HS, инфракрасный класс) — типичный представитель инфракрасного кварцевого стекла, изготовленного методом вакуумной электросварки. Он имеет чрезвычайно низкое содержание гидроксилов, не имеет пиков поглощения при 2,7 мкм и 1,38 мкм и имеет высокий коэффициент пропускания инфракрасного излучения. Он подходит для инфракрасного обнаружения, высокотемпературных окон, лазерных устройств и т. д. Этот тип кварцевого стекла с низким содержанием гидроксила иногда также называют безводным кварцевым стеклом или плавленым кварцем полного спектра. Именно потому, что содержание гидроксила эффективно контролируется, JGS3 может поддерживать стабильную передачу в среднем и длинном инфракрасном диапазоне, что и является слабостью JGS1 и JGS2.

2. Соответствие технических маршрутов и типов

С точки зрения соотношений технических маршрутов маршрут «синтетического кварца», соответствующий JGS1, является основным процессом получения высококачественного ультрафиолетового кварцевого стекла. Он производится методами химического газофазного осаждения (CVD) или плазмохимического газофазного осаждения (PCVD), имеет очень стабильные характеристики и является предпочтительным выбором для высокотехнологичных ультрафиолетовых применений. Сырьем для этого способа производства являются кремнийсодержащие соединения высокой чистоты (например, тетрахлорид кремния), а не природный кварц. Таким образом, он может контролировать содержание металлических примесей на чрезвычайно низком уровне, обеспечивая высокий коэффициент пропускания в глубоком ультрафиолетовом диапазоне. Такие продукты обычно называют синтетическим кварцевым стеклом или кварцевым стеклом CVD. Путь «электрически плавленого кварца», соответствующий JGS2, обычно используется для производства видимого кварцевого стекла. Изготавливается методом электроплавки или методом газоочистки с использованием в качестве сырья природного кварцевого песка или кристаллов. Чистота зависит от качества сырья, а его ультрафиолетовые характеристики уступают синтетическому кварцу. Его концепция ослабла на текущем рынке, и его рыночная доля часто занята продуктами высокого и низкого уровня JGS1 и JGS3. С точки зрения тенденций практического применения, все больше и больше пользователей последующих версий предпочитают пропускать JGS2 и напрямую выбирать кварцевое стекло для ультрафиолетового или инфракрасного излучения в зависимости от конкретных требований к длине волны. Это также делает JGS2 более похожим на исторический переходный тип. JGS3 соответствует методу «вакуумно-электрически плавленого кварца», который является основным процессом изготовления высококачественного инфракрасного кварцевого стекла. Он специально разработан для снижения содержания гидроксилов для обеспечения высокого коэффициента пропускания в инфракрасном диапазоне. Введение вакуумной среды эффективно позволяет избежать попадания влаги или гидроксида во время процесса плавления, что является существенным различием между JGS3 и обычным электроплавленным кварцем в процессе, и именно это различие позволяет инфракрасному кварцевому стеклу избежать интерференции пиков поглощения гидроксилов вблизи 2,7 мкм.

3. Характеристика торговых марок крупнейших отечественных учреждений

Что касается отечественных учреждений, то определенный научно-исследовательский институт строительных материалов национального уровня является важным учреждением по исследованию и стандартизации кварцевого стекла. Его классы напрямую соответствуют названию национального стандарта (например, ZS, KS, HS) и имеют четкое соответствие с JGS1, JGS2 и JGS3. Это означает, что когда пользователи выбирают ультрафиолетовое кварцевое стекло, видимое кварцевое стекло или инфракрасное кварцевое стекло, они могут напрямую сделать предварительное суждение на основе национального стандарта. Этот метод именования более интуитивен для отечественных пользователей и облегчает быстрое понимание и выбор. Коммерческие сорта некоторых ведущих предприятий по производству кварцевых материалов в Китае в основном представляют собой названия серий (например, оптический класс GQ, специальный класс FQ). При выборе необходимо четко определить, является ли он «ультрафиолетовым», «оптическим» или «инфракрасным» в соответствии с руководством по эксплуатации, а затем соответствовать трем вышеуказанным типам. Например, продукция этого предприятия ультрафиолетового класса соответствует ультрафиолетовому кварцевому стеклу, а инфракрасная продукция соответствует инфракрасному кварцевому стеклу. Это означает, что при использовании таких коммерческих сортов пользователи не могут просто судить по названию серии. Вместо этого им необходимо тщательно просмотреть ключевые показатели, такие как кривые пропускания и содержание гидроксилов, в конкретной спецификации, чтобы точно соответствовать соответствующему типу в JGS1, JGS2 или JGS3, а затем выбрать соответствующие изделия из кварцевого стекла для ультрафиолетового, видимого или инфракрасного диапазона.

4. Резюме и предложения по выбору

Таким образом, рекомендации по выбору трех типов продуктов - кварцевого стекла для ультрафиолетового излучения, кварцевого стекла для видимого света и кварцевого стекла для инфракрасного излучения - заключаются в следующем: если требуется превосходное пропускание глубокого ультрафиолета (например, для фотолитографии < 220 нм), следует выбирать тип JGS1 из кварцевого стекла для ультрафиолетового излучения по сравнению с различными синтетическими кварцами с высоким содержанием гидроксила (например, синтетическим кварцевым стеклом с высоким содержанием гидроксила); если требуется превосходное пропускание инфракрасного излучения и чтобы избежать поглощения гидроксила (для CO₂-лазеров, инфракрасное обнаружение), следует выбрать тип JGS3 из инфракрасного кварцевого стекла по сравнению с различными кварцами инфракрасного класса (например, вакуумным электроплавленным кварцем с низким содержанием гидроксила); если используется в видимом или ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, с экономической чувствительностью и высокой устойчивостью к пузырькам и примесям (для ламп, смотровых окон), то можно рассмотреть тип JGS2 из видимого кварцевого стекла или обычного оптического кварцевого стекла (например, электроплавленного природного кварцевого стекла). При фактическом выборе наиболее надежным методом является сопоставление типичных рабочих параметров различных марок на основе подробных спектральных требований (таких как длины волн, коэффициент пропускания и т. д.), а также требований к физическим и химическим характеристикам. Преимущество этого подхода заключается в том, что стандартные торговые марки различных кварцевых стекол обычно содержат общедоступные кривые пропускания и справочные данные о характеристиках, что может помочь избежать несоответствия характеристик или потери затрат из-за неправильного считывания бренда, гарантируя, что выбранное кварцевое стекло для ультрафиолетового излучения, кварцевое стекло для видимого света или кварцевое стекло для инфракрасного излучения действительно соответствует требованиям применения. Для особых сценариев с особыми требованиями (например, мощные лазеры, радиационная стойкость аэрокосмического класса, литография в глубоком ультрафиолете и т. д.) рекомендуется дополнительно изучить рабочие параметры специальных продуктов, таких как кварцевое стекло с низким коэффициентом расширения, радиационно-стойкое кварцевое стекло и кварцевое стекло с нулевым расширением, чтобы добиться лучших результатов применения.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ:

Вопрос 1: Какой критерий классификации наиболее часто используется в процессе выбора кварцевого стекла?

Ответ: Самый распространенный критерий классификации – спектральные характеристики. Исходя из этого, кварцевое стекло можно разделить на три типа: кварцевое стекло для ультрафиолетового излучения, кварцевое стекло для видимого света и кварцевое стекло для инфракрасного излучения, что соответствует трем основным брендам JGS1, JGS2 и JGS3 соответственно.

Вопрос 2. Каким типам кварцевого стекла соответствуют JGS1, JGS2 и JGS3?

Ответ: JGS1 (ZS) соответствует ультрафиолетовому кварцевому стеклу (дальний ультрафиолет/ультрафиолетовый класс); JGS2 (KS) соответствует видимому кварцевому стеклу (ультрафиолет/видимый класс); JGS3 (HS) соответствует инфракрасному кварцевому стеклу (инфракрасный класс).

Вопрос 3: Каков основной процесс производства и типичные области применения ультрафиолетового кварцевого стекла типа JGS1?

Ответ: JGS1 в основном изготавливается методом химического газофазного осаждения (CVD) и относится к синтетическому кварцевому стеклу. Его характеристики включают чрезвычайно высокую чистоту, высокое содержание гидроксилов и превосходное пропускание в глубоком ультрафиолетовом диапазоне. Типичные области применения включают полупроводниковую литографию, лазерную оптику и источники ультрафиолетового света.

Вопрос 4: Каковы основные различия в содержании гидроксилов и коэффициенте пропускания инфракрасного излучения между кварцевым стеклом JGS2 и инфракрасным кварцевым стеклом JGS3?

Ответ: Содержание гидроксила в JGS2 относительно высокое, с пиками поглощения при 2,7 мкм и 1,38 мкм, а коэффициент пропускания инфракрасного излучения относительно низкий. JGS3 производится методом вакуумного электроспекания с чрезвычайно низким содержанием гидроксила и отсутствием таких пиков поглощения. Таким образом, он имеет высокий коэффициент пропускания инфракрасного излучения и подходит для таких применений, как инфракрасное обнаружение и ₂ устройства с CO-лазером.

Вопрос 5: Почему говорят, что JGS2 больше похож на «исторический переходный тип» на современном рынке?

Ответ: Поскольку все больше и больше последующих пользователей склонны пропускать JGS2 и напрямую выбирать JGS1 (кварцевое стекло для ультрафиолетового излучения) или JGS3 (кварцевое стекло для инфракрасного излучения) в зависимости от конкретных требований к длине волны, рыночную долю JGS2 часто занимают продукты высокого и низкого уровня из первых двух.

Вопрос 6: Каковы различия в методах наименования торговых марок между определенным научно-исследовательским институтом строительных материалов национального уровня и ведущим предприятием по производству кварцевых материалов в Китае?

Ответ: Этот научно-исследовательский институт напрямую использует национальные стандарты наименования (например, ZS, KS, HS), которые четко соответствуют JGS1, JGS2 и JGS3; в то время как коммерческие торговые марки этого предприятия в основном представляют собой названия серий (например, оптический класс GQ, специальный класс FQ), и в руководстве по продукту необходимо подтвердить, является ли это «ультрафиолетовый класс», «оптический класс» или «инфракрасный класс», а затем соответствует типу JGS.

Пожалуйста, свяжитесь с нами в любое время, если вам потребуется дополнительная информация.