Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Фторид лантана LaF: оптический материал для глубокого УФ и ИК-диапазонов
Фторид лантана LaF — кристаллический материал с гексагональной структурой типа тисонита, применяемый в оптике благодаря широкой области прозрачности от 130 нм до 11 мкм. В отличие от фторидов щёлочноземельных металлов, LaF обладает анизотропией оптических свойств, что требует учёта ориентации кристаллографических осей при изготовлении оптических элементов. Показатель преломления при 589 нм составляет no 1,603 и ne 1,594, что определяет его применение в качестве иммерсионного и просветляющего материала.
Физико-химические характеристики LaF
Температура плавления фторида лантана — 1493 C, плотность — 5,94 г/см. Материал негигроскопичен, устойчив к атмосферному воздействию и большинству агрессивных сред, включая фтористоводородную кислоту при комнатной температуре. Растворимость в воде крайне низкая — менее 0,01 г/100 мл при 20 C. Кристаллы LaF обладают высокой радиационной стойкостью, что позволяет использовать их в условиях ионизирующего излучения.
Ключевые параметры материала:
- Область прозрачности — 130–11000 нм
- Температура плавления — 1493 C
- Плотность — 5,94 г/см
- Твёрдость по Моосу — 4,5–5
- Коэффициент теплового расширения — 11 10 К (параллельно оси c)
- Оптическая анизотропия — n 0,009
Применение в оптических системах
Фторид лантана востребован в производстве оптических элементов для эксимерных лазеров (ArF, KrF), работающих на длинах волн 193 и 248 нм. Окна и линзы из LaF устанавливаются в фотолитографических установках глубокого УФ-диапазона, спектрометрах ВУФ и синхротронных станциях. В ИК-оптике материал используется для изготовления окон газоанализаторов, тепловизоров и систем ночного видения.
Дополнительные области применения:
- Иммерсионные среды для микроскопии в УФ-диапазоне
- Просветляющие покрытия для оптики на основе CaF и MgF
- Сцинтилляционные детекторы и радиационные дозиметры
- Лазерные резонаторы с перестраиваемой длиной волны
- Интерференционные фильтры для астрофизических приборов
Технические параметры кристаллов LaF
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Показатель преломления no | 1,603 | = 589 нм | — | Обыкновенный луч |
| Показатель преломления ne | 1,594 | = 589 нм | — | Необыкновенный луч |
| Пропускание | > 90 | = 200–7000 нм | % | Без просветления |
| Теплопроводность | 1,6 | 300 К | Вт/(мК) | Поликристалл |
| Микротвёрдость | 4,5–5 | Нагрузка 100 г | ГПа | По Виккерсу |
Технология получения и обработки
Монокристаллы LaF выращивают методом Бриджмена–Стокбаргера в атмосфере аргона или в вакууме с использованием графитовых тиглей. Для получения оптических элементов применяется алмазная резка, шлифовка и полировка на суспензиях на основе оксида церия. Чистота исходного сырья — не менее 99,99 % по основному веществу. Оптические детали из LaF требуют защиты от влаги при длительном хранении, несмотря на низкую гигроскопичность.
Вопросы и ответы
Каков диапазон прозрачности фторида лантана?
LaF прозрачен в диапазоне от 130 нм (глубокий УФ) до 11 мкм (средний ИК), что делает его пригодным для эксимерных лазеров и ИК-спектрометрии.
Обладает ли LaF гигроскопичностью?
Нет, фторид лантана негигроскопичен и устойчив к атмосферной влаге, однако при длительном воздействии влажной среды рекомендуется защитное покрытие.
Какие методы выращивания монокристаллов LaF применяются?
Основной метод — Бриджмена–Стокбаргера в инертной атмосфере или вакууме. Также используется метод Чохральского для получения крупных булей.
В каких оптических системах используется фторид лантана?
LaF применяется в фотолитографических установках УФ-диапазона, спектрометрах ВУФ, окнах газоанализаторов, тепловизорах и иммерсионных объективах.