Hochwertiger UV-Saphir trifft auf Präzisionsbearbeitung für maximale Transmission im tiefen UV
In einem gemeinsamen Projekt zwischen KYBURZ SAPPHIRE – Spezialist für die Präzisionsbearbeitung von synthetischem Saphir – und SAPPHCOM | SAPPHIRE COMPETENCE– dem Experten für die Beschaffung von synthethischem Saphir konnte eindrucksvoll gezeigt werden, wie entscheidend Materialqualität und Bearbeitungskompetenz für die optische Performance im tiefen UV-Bereich sind.
Hierfür wurden Saphirproben in „UV-Qualität“, d.h. hohe Transparenz im UV-Wellenlängenbereich, von unterschiedlichen Kristallzüchtern durch SAPPHCOM beschafft.
Um die UV-Transmission der beiden Materialien zu vergleichen, wurde das zylindrische Ausgangsmaterial mit einem Durchmesser von 29 mm und einer Dicke von 24.6 mm bereitgestellt. Durch KYBURZ SAPPHIRE wurde dieses auf verschiedene Dicken heruntergeschliffen, geläppt und auf dieselbe Weise hochpräzise poliert, um den Einfluss von Oberflächendefekten auszuschließen und Rückschlüsse auf die Materialqualität zu ermöglichen.
Wie die nachfolgenden Transmissionsmessungen zeigen, gibt es starke Unterschiede in der UV-Transmission.
Generell gilt: synthetisch gezüchteter Saphir bietet eine exzellente Transmission über einen breiten Wellenlängenbereich – von tiefem UV (~200 nm) bis in den mittleren Infrarotbereich (~5000 nm).
Entscheidend für die tatsächliche optische Qualität ist jedoch die Reinheit des Ausgangsmaterials und die Kontrolle des Zuchtprozesses.
Daraus resultieren folgende Einflussfaktoren auf die UV-Transmission von Saphir:
Beispiele für Anwendungen von Saphir im UV-Bereich sind:
· Optiken (Linsen, Fenster, Prismen)
· UV-Analysefenster in der Spektroskopie
· Hochdruck- / Hochtemperatur-UV
· UV-Messzellen
· Schutzfenster für UV-Laser
· UV-Lithografie u.a. in der Mikrochipherstellung
Versuchsergebnisse
Zwei Saphirtypen („S“ und „R“) wurden hinsichtlich ihrer Transmission im UV-Bereich untersucht. Die Proben wurden auf definierte Dicken geschliffen, geläppt und präzise poliert, um Unterschiede in der Materialqualität messbar zu machen.
1. Sichtbarer Bereich (428 nm):
Beide Proben zeigen eine hohe Transmission (>80 %).
- Bei den S-Proben sinkt die Transmission mit zunehmender Dicke – ein Hinweis auf interne Defekte wie Einschlüsse oder Streuzentren im visuellen Bereich.
- Die R-Proben behalten auch bei größeren Dicken eine konstante Transmission → geeignet für Anwendungen im sichtbaren Spektrum.
2. UV-Absorptionskante (228 nm):
- Die Transmission nimmt bei beiden Proben mit abnehmender Dicke zu.
- S-Proben zeigen eine günstigere (tiefer liegende) Absorptionskante → geringere UV-aktive Defekte.
- R-Proben zeigen eine „nach rechts verschobene“ Bandkante → stärkere UV-Absorption ab 228 nm, deutlicher Einfluss von Verunreinigungen oder Gitterfehlern.
3. Tiefes UV (<220 nm):
Hier zeigen sich die größten Unterschiede:
- S-Proben erreichen bereits bei 2 mm Dicke ca. 77 % Transmission (bei 200 nm) – selbst bei 24 mm noch >50 %.
- R-Proben absorbieren stark: Ab ~14 mm Dicke fast vollständige Absorption, bei 2 mm nur ~37 % Transmission bei 220 nm, bei 200 nm sogar <2 %.
Interpretation: Die S-Proben sind klar überlegen im tiefen UV-Bereich. Die Transmission nimmt bei ihnen gleichmäßig mit abnehmender Dicke zu – ein typisches Verhalten für hochwertiges Material mit geringem Absorptionskoeffizienten.
Fazit: Die Kombination aus selektiertem Rohmaterial durch SAPPHCOM und präziser Bearbeitung durch KYBURZ SAPPHIRE führt zu optimaler UV-Transparenz.
Während KYBURZ SAPPHIRE Saphir-Bauteile mit hoher Maßhaltigkeit und exzellenter Politur fertigt, liefert SAPPHCOM als spezialisierter Saphir-Partner die Grundlage: selektiertes Rohmaterial aus kontrollierter Kristallzüchtung mit definierten UV-Eigenschaften.
Das Ergebnis: Hervorragende UV-Transmission bei gleichzeitig hoher Oberflächengüte – ein echter Wettbewerbsvorteil für Anwendungen in Optik, Sensorik und Analyse.
Präzision entsteht nicht zufällig – sondern durch die Kombination aus dem richtigen Material, dem richtigen Bearbeiter und der richtigen Supply-Chain.
