光学石英ガラスは、フューズドシリカとも呼ばれ、二酸化ケイ素(SiO₂)の非晶質で等方性の形態です。極めて高い純度、優れた光学的透明性、低い熱膨張、高い熱安定性、および優れた耐薬品性を特徴としています。これらの特性により、光学石英ガラスは、紫外線(UV)、可視光、および赤外線(IR)の波長範囲で動作する精密光学システムにとって重要な材料となっています。
原料と製造プロセスによって、光学石英ガラスは一般的にJGS1、JGS2、およびJGS3に分類されます。各グレードは、異なる水酸基(OH)含有量、不純物レベル、内部構造、およびスペクトル透過特性を示します。最適な光学性能と長期的なシステム安定性を確保するには、JGSグレードの適切な選択が不可欠です。
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深紫外線から赤外線までの広い光透過範囲 優れた化学的および耐食性を備えた高純度SiO₂
非常に低い熱膨張係数
高い耐熱衝撃性と寸法安定性
優れた機械的強度と表面仕上げ能力
光学コーティング(AR、反射、干渉コーティング)との互換性
標準およびカスタムの光学コンポーネント形状で利用可能
光学石英ガラスグレード比較
| JGS1 | JGS2 | JGS3 | 分類 |
|---|---|---|---|
| 遠紫外線光学石英ガラス | UV光学石英ガラス | 赤外線光学石英ガラス | 原料 |
| 合成シリカ(SiCl₄) | 天然水晶 | 製造プロセス | 製造プロセス |
| オキシ水素炎溶融 | 真空電気溶融 | 真空電気溶融 | 水酸基(OH)含有量 |
| ~2000 ppm(高OH) | 100~200 ppm | 非常に低い(ほぼOHフリー) | 金属不純物 |
| 非常に低い | 数十ppm | 内部構造 | 内部構造 |
| 粒子なし、ストリークなし、気泡なし | ストリークと粒子が存在する可能性あり | わずかな気泡、粒子、ストリーク | 185 nmでのUV透過率 |
| ≧90% | 限定的(カットオフ~220 nm) | 深紫外では不良 | 吸収ピーク |
| 2730 nmで強いOH吸収 | 2730 nmでのOH吸収 | 有意なOH吸収なし | 光透過範囲 |
| 185~2500 nm | 220~2500 nm | 260~3500 nm | 赤外線性能 |
| 中程度 | 優れている | 優れている | 代表的な用途 |
| 深紫外光学系、レーザー、リソグラフィー | 一般的なUVおよび可視光光学系 | 赤外線光学系、熱システム | 相対的なコスト |
| 高い | 中程度 | 中程度~高い | 類似材料 |
| Suprasil 1/2、Spectrosil A/B、Corning 7980 | Homosilシリーズ、Dynasilシリーズ | Suprasil 300 | JGS1 – 遠紫外線光学石英ガラス |
約2000 ppmという高い水酸基(OH)含有量のため、JGS1は深紫外線領域で優れた透過率を示します。185 nmでの透過率は90%を超えることがあり、要求の厳しいUV光学システムに最適です。ただし、高いOH含有量は2730 nmで強い吸収ピークを引き起こし、赤外線性能を制限します。
代表的な用途には以下が含まれます。
赤外線光学窓
半導体リソグラフィーシステム
UVレンズ、窓、プリズム、ミラー
UV分析および検査機器
JGS2 – UV光学石英ガラス
JGS2は、220~2500 nmの波長範囲内で、優れた紫外線と可視光の透過率を提供します。わずかなストリークまたは粒子構造が存在する可能性がありますが、多くの汎用光学用途に費用対効果の高いソリューションを提供します。小さな寸法と薄いコンポーネントでは、JGS2は優れた光学品質と最小限の気泡で製造できます。
代表的な用途には以下が含まれます。
赤外線光学窓
コンデンサー光学系
光学フラットと基板
フィルター基板(バンドパス、カットオフ、ND、ノッチフィルター)
サイトグラスと高温光学コンポーネント
JGS3 – 赤外線光学石英ガラス
わずかな気泡、ストリーク、または粒子構造が存在する可能性がありますが、JGS3は赤外線領域で優れた性能を提供し、約3500 nmまで広がる広いスペクトル範囲をサポートします。これにより、赤外線透過性または広帯域光学カバレッジを必要とする用途に適しています。
代表的な用途には以下が含まれます。
赤外線光学窓
IRセンサーと検出器
熱画像システム
マルチスペクトル光学システム
利用可能な形式
レンズとプリズム
光学フラットと基板
フィルター基板(バンドパス、カットオフ、ND、ノッチフィルター)
図面に基づくカスタム機械加工された光学コンポーネント
選択ガイド
性能とコストのバランスが取れた一般的なUV~可視光光学用途にはJGS2を選択してください赤外線光学系または拡張IR透過を必要とするシステムにはJGS3を選択してください
FAQQ1:JGS1、JGS2、およびJGS3の主な違いは何ですか?
A:違いは、原料、製造プロセス、水酸基含有量、不純物レベル、およびスペクトル透過範囲にあります。Q2:光学石英ガラスにおいて、水酸基(OH)含有量が重要なのはなぜですか?
Q3:光学石英ガラスはコーティングできますか?
A:はい。動作波長に応じて、反射防止、反射、および干渉コーティングを適用できます。
Q4:光学石英ガラスは普通のガラスと同じですか?
A:いいえ。光学石英ガラスは、普通のガラスよりもはるかに高い純度、低い熱膨張、および著しく優れたUVおよびIR透過率を持っています。
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