5 Principais cristais de fluoreto em óptica e lasers

Os cristais de flúor possuem vários recursos essenciais que os tornam tão importantes para uso em óptica e lasers: alta transparência na faixa de infravermelho, baixa dispersão e propriedades como dureza de radiação ou cintilação. Essas propriedades favoráveis proporcionam muitas aplicações em geração de laser, comunicação óptica, espectroscopia e imagens térmicas. Examinaremos cinco cristais de flúor cruciais que se tornaram indispensáveis nesses campos e cada um deles oferece vantagens, dependendo da aplicação específica.

1. Fluoreto de cálcio (CaF₂)

De todos os cristais de fluoreto usados em sistemas ópticos e de laser, o fluoreto de cálcio é provavelmente o mais versátil e amplamente utilizado. Sua ampla faixa de transparência, que vai de UV a IR, recomenda o fluoreto de cálcio para uma variedade de componentes ópticos.

O CaF₂ é amplamente utilizado em janelas polidas, lentes, prismas e espaços em branco ópticos. Com uma densidade de 3,18 g/cm³, ele apresenta uma transparência muito boa entre 0,13 e 9 μm, bem nas regiões de UV e IV. Esse cristal é transparente e incolor e resistente a choques térmicos e danos por radiação, encontrando, portanto, amplas aplicações em sistemas de laser de alta potência. O CaF₂ tem ampla aplicação em espectroscopia ultravioleta, sistemas de laser de alta potência e componentes ópticos de infravermelho, onde as propriedades de baixa absorção minimizam a perda de sinal.

2. Fluoreto de magnésio (MgF₂)

O fluoreto de magnésio é um dos materiais mais valorizados nos revestimentos ópticos devido à sua extraordinária transparência nos espectros visível e UV; ele tem usos importantes em aplicações antirreflexo e em sistemas de laser UV.

O MgF₂ está disponível em filmes finos, revestimentos ópticos e na forma de cristais. Tem uma densidade de 3,18 g/cm³ e oferece transparência de 0,12 a 7,5 μm, o que o torna ideal para aplicações de luz visível e UV. O material tem aparência levemente amarelada e está disponível em cristais únicos ou filmes finos. Com uma alta pureza de ≥99,99%, o fluoreto de magnésio garante um desempenho óptico premium para as aplicações mais rigorosas relacionadas a lentes, janelas e instrumentação científica. Suas propriedades incluem resistência a danos por umidade e radiação, o que o torna ainda mais adequado para sistemas ópticos de alto desempenho.

3. Fluoreto de lítio (LiF)

O fluoreto de lítio apresenta uma faixa de transmissão muito ampla, do UV ao infravermelho médio; ele é especialmente valorizado pela alta clareza óptica e resistência a laser em muitas aplicações.

A maior parte do material de fluoreto de lítio é cortada em janelas, prismas e placas. A densidade do material é de 2,64 g/cm³. Ele é transparente de 0,12 a 8,5 μm, incluindo as regiões de UV e IV. O cristal é incolor e transparente, garantindo excelente clareza da óptica. O LiF pode ser encontrado em várias aplicações, como espectrômetros, detectores, lasers e janelas de infravermelho. O fluoreto de lítio resiste bem à exposição a fótons de alta energia. Devido à sua alta resistência a danos causados pelo laser, juntamente com a estabilidade em condições ambientais desafiadoras, o fluoreto de lítio desempenha um papel muito importante na dosimetria de termoluminescência para dispositivos de medição de radiação.

4. Fluoreto de bário (BaF₂)

O fluoreto de bário é indispensável na física de alta energia e no campo da detecção de radiação, em que sua resistência a condições extremas é muito importante. Sua ampla faixa de transparência permite seu uso em aplicações de UV e IR.

O fluoreto de bário está disponível em cristais, blocos ópticos e componentes personalizados. Com uma densidade de 4,89 g/cm³, o BaF₂ oferece transparência de 0,15 a 14 μm, cobrindo uma ampla faixa de infravermelho. É um cristal transparente e incolor, geralmente fornecido na forma de cristal único com alta pureza (>99,99%). O fluoreto de bário é amplamente utilizado em janelas e lentes ópticas para sistemas ultravioleta e infravermelho. Com excelente resistência à radiação e ao choque térmico, ele é útil para cintiladores e detectores em sistemas avançados de geração de imagens. As aplicações do BaF₂ incluem pesquisa de fusão a laser e amplificadores a laser de alta potência.

5. Fluoreto de estrôncio (SrF₂)

O fluoreto de estrôncio é útil em espectroscopia de alta resolução e sistemas de laser em que são necessárias alta precisão e estabilidade em uma ampla faixa de transparência. Ele também encontra aplicações essenciais nas fontes de luz VUV.

O fluoreto de estrôncio é normalmente fornecido como cristais únicos, janelas e prismas. Sua densidade é de 4,05 g/cm³. Sua transparência varia de 0,11 a 8,5 μm, incluindo os comprimentos de onda UV e infravermelho próximo. É incolor e transparente para alta clareza óptica. O SrF₂ é utilizado em componentes ópticos para lasers, espectrômetros e espectroscopia de alta resolução, onde apresenta excelente desempenho. Ele também é utilizado em componentes ópticos de precisão e fontes de luz VUV devido à sua boa transparência na faixa VUV e, portanto, tornou-se indispensável para pesquisas avançadas.

Tabela de resumo dos principais cristais de fluoreto em óptica e lasers

Conclusão

Os cristais de fluoretos, como fluoreto de cálcio, fluoreto de magnésio, fluoreto de lítio, fluoreto de bário e fluoreto de estrôncio, são indispensáveis para as tecnologias ópticas e de laser atuais. Com uma combinação especial de transparência óptica, resistência à radiação e estabilidade térmica, eles são importantes no desenvolvimento de vários sistemas avançados para aplicações industriais e de pesquisa. Para obter mais dispositivos ópticos, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).