Materialen: Germanium

Germanium (Ge)

Germanium is een veelzijdig infrarood materiaal dat gebruikt wordt in systemen en instrumenten voor beeldvorming tussen 2 en 12 micron. Het wordt gebruikt als substraat voor lenzen, vensters en uitkoppelvensters voor laagvermogen CW, alsook voor gepulste TEA, CO2 lasers. De laagst absorberende Ge optieken zijn beperkt tot een vermogen van 50 tot 100W dat door de optiek gaat vooraleer thermal lensing of thermal runaway optreedt. Deze problemen worden geminimaliseerd door extensieve wegvoering van warmte en voorzichtig de vervuiling op de optiek op te kuisen.

Ge neemt geen water op en is niet giftig, heeft een goede thermische geleidbaarheid, een uitstekende oppervlaktehardheid en een grote sterkte. II-VI controleert nauwgezet de absoprtie bij 10.6µm voor gebruik in lasertoepassingen om te garanderen dat thermal runaway en breken van het materiaal niet voor komt.

Een ideale lasertoepassing voor  Ge is een > 99% reflecterende eindspiegel voor een CO2 laser met een ingebouwde vermogenmeter. De eindspiegel heeft een  hoogreflecterende, laag absorberende diëlektrische coating aan 1 zijde en een AR coating aan de andere zijde. De laser opereert via de feedback van de hoogreflecterende zijde, waar nog genoeg vermogen door gaat om gemonitord te worden door een vermogenmeter. II-VI levert deze optieken voor een groot aantal commerciële lasertoepassingen.


Materiaaleigenschappen

Optische eigenschappen

Bulk Absorption Coefficient @ 10.6µm

< =0.03 /cm

Temperature Change of Refractive Index @ 10.6µm

408 x 10-6/°C


Thermische eigenschappen

Thermal Conductivity @ 20° C

0.59 W/cm/°C

Specific Heat

0.31 J/g/°C

Linear Expansion Coefficient @ 20° C

5.7 x 10-6/°C


Mechanische eigenschappen

Young’s Modulus

100 GPa (14.0 x 106 psi)

Rupture Modulus

93 MPa (13,500 psi)

Knoop Hardness

692 kg/mm2

Density

5.32 g/cm3

Poisson’s Ratio

0.27



Wavelength
(µm)

Index

Wavelength
(µm)

Index

Wavelength
(µm)

Index

Wavelength
(µm)

Index

2.2

4.0879

5.0

4.0160

7.8

4.0061

10.6

4.0028

2.4

4.0732

5.2

4.0149

8.0

4.0057

10.8

4.0026

2.6

4.0599

5.4

4.0139

8.2

4.0053

11.0

4.0025

2.8

4.0523

5.6

4.0128

8.4

4.0049

11.2

4.0024

3.0

4.0451

5.8

4.0118

8.6

4.0044

11.4

4.0023

3.2

4.0399

6.0

4.0107

8.8

4.0042

11.6

4.0023

3.4

4.0311

6.2

4.0097

9.0

4.0040

11.8

4.0022

3.6

4.0289

6.4

4.0092

9.2

4.0038

12.0

4.0021

3.8

4.0267

6.6

4.0087

9.4

4.0036

12.2

4.0020

4.0

4.0245

6.8

4.0083

9.6

4.0034

12.4

4.0020

4.2

4.0223

7.0

4.0079

9.8

4.0033

12.6

4.0019

4.4

4.0205

7.2

4.0074

10.0

4.0031

12.8

4.0019

4.6

4.0189

7.4

4.0070

10.2

4.0030

13.0

4.0018

4.8

4.0172

7.6

4.0066

10.4

4.0029