金剛石微波窗口-用于磁約束聚變反應(yīng)是利用金剛石材料制成的光學窗口。金剛石具有優(yōu)異的光學、熱學和機械性能,使其成為在一些特殊環(huán)境下如高功率激光、高溫、高壓等條件中作為光學窗口的理想材料。它能夠透過特定波段的光線,同時保護內(nèi)部的光學系統(tǒng)或者隔離外界環(huán)境對光學系統(tǒng)的干擾。
金剛石窗口
光學性能
- 高透明度:金剛石在從紫外(波長約225nm)到紅外(波長可達遠紅外)較寬的波段范圍內(nèi)具有良好的透明度。例如,在一些需要紫外波段探測的光學儀器中,金剛石窗口能夠有效地透過紫外線,保證儀器的正常探測。在紅外熱成像系統(tǒng)中,它也能很好地透過紅外光線,用于軍事偵察、工業(yè)熱檢測等領(lǐng)域。
- 高折射率:金剛石的折射率較高,這使得它在光學系統(tǒng)中可以用于改變光線的傳播方向。在一些需要聚焦或者分光的光學裝置中,金剛石窗口能夠起到類似透鏡或者棱鏡的作用,對光線進行有效的折射和控制。
熱學性能
- 高導(dǎo)熱性:金剛石是自然界中熱導(dǎo)率的材料之一,其熱導(dǎo)率可達2000W/(m·K)左右。在高功率激光應(yīng)用中,激光通過窗口時會產(chǎn)生熱量。金剛石窗口能夠迅速將熱量傳導(dǎo)出去,避免局部過熱導(dǎo)致的光學性能下降或者窗口損壞。比如在高功率二氧化碳激光器中,金剛石窗口可以有效地散熱,保證激光器的穩(wěn)定運行。
- 高耐熱性:它可以承受很高的溫度,能夠在高溫環(huán)境下正常工作。在一些高溫化學反應(yīng)過程的光學監(jiān)測裝置中,金剛石窗口能夠承受反應(yīng)產(chǎn)生的高溫,讓監(jiān)測光線順利通過,從而實現(xiàn)對反應(yīng)過程的實時觀察。
機械性能
- 高硬度:金剛石是自然界中最硬的物質(zhì),莫氏硬度為10。這種高硬度使得金剛石窗口具有很強的耐磨性和抗劃傷能力。在一些惡劣的機械環(huán)境中,如在含有沙塵等顆粒的氣流沖刷下的光學系統(tǒng),金剛石窗口能夠保持表面的光潔度,確保光學性能不受影響。
- 高強度:它具有較高的抗壓強度和抗張強度,能夠承受較大的外力而不發(fā)生破裂。在一些需要承受高壓環(huán)境的光學設(shè)備中,如深海探測中的光學成像設(shè)備或者高壓反應(yīng)釜的觀察窗口,金剛石窗口可以安全地工作。
應(yīng)用領(lǐng)域
- 激光技術(shù)領(lǐng)域:用于高功率激光系統(tǒng)的輸出窗口,像工業(yè)激光切割、激光焊接等設(shè)備。高功率激光束通過金剛石窗口輸出到工件上進行加工,同時窗口能夠承受激光產(chǎn)生的熱量并保持良好的光學性能。
- 光學檢測與監(jiān)測領(lǐng)域:在高溫、高壓的化學反應(yīng)容器或者物理實驗裝置中作為觀察窗口。例如在高溫熔爐的監(jiān)測設(shè)備中,通過金剛石窗口可以觀察爐內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)變化,同時窗口不會被高溫損壞。
- 軍事領(lǐng)域:在紅外熱成像系統(tǒng)、激光裝備中使用。在紅外熱成像設(shè)備中,金剛石窗口有助于提高設(shè)備在惡劣環(huán)境下的性能和可靠性,保證對目標的準確探測。
產(chǎn)品說明
金剛石微波窗口-用于磁約束聚變反應(yīng)
產(chǎn)品描述:
當前,由高功率回旋管產(chǎn)生的微波被用來加熱磁約束聚變反應(yīng)堆的等離子體。已證明功率超過1兆瓦連續(xù)輸出,回旋管和微波傳輸?shù)年P(guān)鍵元件是金剛石窗口,能夠處理高功率密度。
我們的結(jié)果已經(jīng)表明制造了非常低介電損耗的大面積金剛石窗口。這些金剛石窗口已相繼地用于高功率應(yīng)用。
技術(shù)參數(shù)及選擇:
材料 | 介電級, 損耗因數(shù) < 10-5, 導(dǎo)熱系數(shù) > 1800 W/mK |
表面 | 雙面拋光 |
尺寸 | 80 mm, 更大的尺寸可定制 |
厚度 | 0.3 - 1.8 mm, 均勻的厚度 |