붕규산 유리 기판은 다양한 광학 부품 제조에 사용되는 기초 기본 재료입니다. 표준 규산염 유리 혼합물에 삼산화붕소 B(2)O(3)를 첨가하여 만든 이 재료는 탁월하게 낮은 열팽창 계수(CTE), 높은 화학적 내구성, 가시광선 및 근적외선(NIR) 스펙트럼 전반에 걸친 우수한 광학적 투명성 때문에 광학 산업에서 매우 중요한 가치를 지닙니다.
광학 공학에서 이러한 기판은 복잡한 박막 코팅을 증착하여 필터, 거울 및 빔 스플리터를 만드는 물리적 토대 역할을 합니다.
주요 광학 사양
| 광학 특성 | N-BK7 |
| 굴절률 (nd at 587.6 nm) | 1.5168 |
| 아베수 (V d) | 64.17 |
| 분산 (nf - nc) | 80.5 × 10-4 |
| 투과 범위 | 350 nm ~ 2100 nm |
| 열팽창 계수 | 7.1 × 10-6 / K |
조성 및 주요 특성
표준 규산염 유리(일반적인 창문 유리와 같은)는 급격한 온도 변화에 금이 가기 쉽습니다. 삼산화붕소의 첨가는 유리의 원자 구조를 변경하여 열팽창을 크게 줄입니다.
- 낮은 열팽창: 붕규산 유리는 파손 없이 심한 온도 변화를 견딜 수 있습니다. 이러한 치수 안정성은 고강도 광원이나 변동하는 환경 온도에 노출될 때 정확한 모양과 표면 형상을 유지해야 하는 광학 부품에 매우 중요합니다.
- 광학 투과율: 붕규산 기판은 근자외선(약 310 nm)에서 가시광선 스펙트럼을 거쳐 근적외선(약 2.7 µm까지)에 이르는 높은 평면 투과율을 제공합니다.
- 화학적 내구성: 물, 중성 및 산성 용액, 강력한 화학 혼합물에 대한 저항성이 높아 성능 저하가 우려되는 환경에 이상적입니다.
- 비용 효율성: UV 융합 실리카의 극심한 심자외선 투과율이나 절대적인 열 안정성을 제공하지는 않지만, 붕규산은 심자외선 범위에서 작동하지 않는 응용 분야에 매우 경제적인 대안을 제공합니다.
광학 분야의 일반적인 유형
포토닉스 산업에서는 여러 독점 및 표준 붕규산 유리 제형이 많이 사용됩니다.
N-BK7 (붕규산 크라운 유리): 고품질 가시광선 및 NIR 응용 분야에 가장 일반적으로 사용되는 광학 유리입니다. 비교적 단단하고 고품질 연마가 쉬우며 렌즈, 프리즘 및 두꺼운 기판에 광범위하게 사용됩니다.
광학 부품에서의 응용
붕규산 유리는 광학적 투명성, 열 안정성 및 비용의 균형으로 인해 다양한 광학 시스템에서 기판 재료로 많이 활용됩니다.
- 광학 필터: 붕규산은 유전체 박막 코팅을 위한 견고하고 투명한 기저 역할을 합니다. 가시광선 및 NIR 범위에서 작동하는 많은 밴드패스 필터, 숏패스/롱패스 에지 필터, 중성 밀도(ND) 필터의 표준 기판입니다.
- 다이크로익 미러 및 빔 스플리터: 붕규산의 열 안정성은 다이크로익 코팅의 섬세한 입사각(AOI) 요구 사항을 유지하여 환경에 의한 "블루 시프트" 또는 구조적 변형을 방지합니다.
- 이미징 시스템: 이미징 센서(표준 가시광선 및 일부 SWIR 응용 분야에 사용되는 센서 포함)의 보호 커버 유리 및 정밀 광학 창의 기본 재료로 자주 사용됩니다.
- 조명 시스템: 열충격에 대한 저항성 때문에 붕규산 기판은 표준 유리가 열로 인해 깨질 수 있는 제논 또는 수은 아크 램프와 같은 고강도 광원 전면에 사용하기에 이상적입니다.