Continental Trade Sp. z o. o.

Szkło

German (Ge)

Okienka germanowe

German (Ge) jest dość twardym materiałem przepuszczającym promieniowanie podczerwone (IR) powyżej 2 µm oraz blokujące promieniowanie widzialne (VIS) i ultrafioletowe (UV). 

Jest stosowany w termografice (zobrazowaniu podczerwieni), bo obejmuje całe pasmo termiczne od 8 do 14 mikronów. Wykonuje się z niego soczewki i okienka, które mogą być dodatkowo pokrywane warstwą przeciwodblaskową (AR) z diamentu, co czynie je dodatkowo super twardymi, nadającymi się do optyki czołowej. 

W zakresie od 2 do 14 mikronów w temperaturze pracy do 45 ⁰C german przepuszcza ok. 45% promieniowania. Przepuszczalność spada powoli dla temperatury do 100 ⁰C, a następnie ulega gwałtownej degradacji około 200 ⁰C. Narażanie go na wyższe temperatury może prowadzić do zniszczenia materiału. W temperaturach rzędu 200 ⁰C i wyższych german nie nadaje się do użycia. Ponadto należy wziąć pod uwagę jego stosunkowo dużą gęstość, co może sprawić, że jego waga w pewnych zastosowaniach może być problemem. German ma twardość HK780, nieco wyższą niż GaAs. Jego własności mechaniczne są zbliżone do właściwości GaAs.

Typowe zastosowania okienek z germanu obejmują zobrazowanie termiczne, w którym materiał może być używany jako element układu optycznego, a jego współczynnik załamania sprawia, że german jest użyteczny dla obiektywów szerokokątnych i mikroskopów. Dodatkowo, komponenty z germanu mogą być używane do systemów spektroskopii FLIR (Forward Looking Infrared) i FTIR (Fourier Transformed Infrared), w także w innych narzędziach analitycznych.

German jest materiałem często stosowanym do produkcji pryzmatów dla spektroskopii ATR (Atenuated Total Reflection). Jego współczynnik załamania światła powoduje, że german jest naturalny 50% rozpraszaczem światła bez potrzeby stosowania dodatkowych powłok. German jest również szeroko stosowany jako podłoże do produkcji filtrów optycznych.

Właściwości okienek germanowych:

Zakres promieniowania :

1,8 μm do 23 μm

Wsp. załamania światła :

4,0026 dla 11 μm

Straty rozproszeniowe:

53% dla 11 μm (dwie powierzchnie)

Współczynnik pochłaniania :

<0,027 cm-1 dla 10.6 μm

dn/dT :

396 x 10-6 /°C 

dn/dμ = 0 :

prawie stały

Gęstość:

5,33 g/cm3

Temperatura topnienia :

936 °C 

Przewodność cieplna :

58,61 W m-1 K-1 dla 293K

Rozszerzalność cieplna :

6,1 x 10-6/°C dla 298K 

Twardość:

Knoop 780

Ciepło właściwe :

310 J Kg-1 K-1 

Stała dielektryczna :

16,6 dla 9,37 GHz przy 300K

Moduł Young'a (E) :

102,7 GPa 

Moduł Shear'a (G) :

67 GPa 

Moduł Bulk'a (K) :

77,2 GPa 

Współczynnik elastyczności :

C11=129; C12=48,3; C44=67,1 

Pozorna granica sprężystości :

89,6 MPa (13000 psi)

Współczynnik Poisson'a :

0,28

Rozpuszczalność:

Nierozpuszczalny w wodzie

Masa cząsteczkowa:

72,59

Klasa / Struktura :

Sześcienny diament, Fd3m

 

Współczynnik załamania światła:

 

µm   

No

µm   

No

µm   

No

2,058   

4,102

2,153   

4,0919

2,313   

4,0786

2,437   

4,0708

2,577   

4,0609

2,714   

4,0562

2,998   

4,0452

3,303   

4,0369

4,258   

4,0216

4,866   

4,017

6,238   

4,0094

8,660   

4,0043

9,720   

4,0034

11,04   

4,0026

12,00   

4,0023

13,02   

4,0021

       

 

Uwagi

Monokryształy germanu uzyskuje się (wyciąga) techniką Czochralskiego Europie, USA i Chinach. Współczynnik załamania światła germanu szybko zmienia się wraz z temperaturą i materiał staje się nieprzejrzysty dla wszystkich długości fali nieco powyżej 350K ponieważ pasmo zabronione jest zalewane elektronami termalnymi.

Dane prezentowane w niniejszym opracowaniu oparte są na najlepszej wiedzy. Continental Trade zastrzega sobie możliwość ich aktualizacji i wprowadzania zmian zgodnie z postępem wiedzy i techniki. Podane dane nie są jednak podstawą przyjęcia odpowiedzialności za poprawne funkcjonowanie, które jest uwarunkowane wieloma czynnikami, wymagającymi rozpoznania dla każdego indywidualnego przypadku.