زجاج الكوارتز هو المادة الأساسية لإنتاج الألياف الضوئية لأنه يتمتع بأداء انتقال جيد للأشعة فوق البنفسجية وامتصاص منخفض جدًا للضوء المرئي والضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء. إلى جانب معامل التمدد الحراري لزجاج الكوارتز فهو صغير للغاية. استقرارها الكيميائي جيد ، والفقاعات ، والشرائط ، والتوحيد والانكسار المزدوج قابلة للمقارنة مع تلك الموجودة في الزجاج البصري العادي. إنها أفضل مادة بصرية تحت البيئة القاسية.
التصنيف حسب الخصائص البصرية:
1. (زجاج الكوارتز البصري للأشعة فوق البنفسجية) JGS1
إنه زجاج كوارتز بصري مصنوع من الحجر الاصطناعي مع SiCl 4 كمادة خام ويذوب بواسطة لهب الأكسجين عالي النقاء. لذا فهو يحتوي على كمية كبيرة من الهيدروكسيل (حوالي 2000 جزء في المليون) ولديه أداء انتقال ممتاز للأشعة فوق البنفسجية. خاصة في منطقة الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة القصيرة ، فإن أداء الإرسال أفضل بكثير من جميع أنواع الزجاج الأخرى. يمكن أن يصل معدل انتقال الأشعة فوق البنفسجية عند 185nm إلى 90٪ أو أكثر. يحصل زجاج الكوارتز الاصطناعي على ذروة امتصاص قوية جدًا عند 2730 نانومتر وليس له هيكل جزيئي. إنها مادة بصرية ممتازة في نطاق 185-2500nm.
2. (الأشعة فوق البنفسجية زجاج الكوارتز) JGS2
هو زجاج الكوارتز الناتج عن تكرير الغاز بالبلور كمواد خام ، ويحتوي على عشرات الشوائب المعدنية PPM. هناك قمم امتصاص (محتوى الهيدروكسيل 100-200ppm) عند 2730nm ، مع بنية شريطية وجزيئية. إنها مادة جيدة في نطاق الموجة من 220-2500 نانومتر.
3. (زجاج الكوارتز البصري بالأشعة تحت الحمراء) JGS3
هو نوع من زجاج الكوارتز ينتج عن فرن الضغط الفراغي (أي طريقة الصهر الكهربائي) مع رمل الكوارتز أو الكريستال عالي النقاء كمواد خام تحتوي على عشرات الشوائب المعدنية PPM. ولكنها تحتوي على فقاعات صغيرة ، وهيكل جزيئي وأهداب ، تقريبًا بدون OH ، ولها نفاذية عالية بالأشعة تحت الحمراء. نفاذه أكثر من 85٪. نطاق التطبيق هو المواد الضوئية 260-3500 نانومتر.
هناك أيضًا نوع من جميع أنواع زجاج الكوارتز الموجي البصري في العالم. نطاق التطبيق هو 180-4000nm ، ويتم إنتاجه عن طريق ترسيب المرحلة الكيميائية للبلازما (بدون ماء و H2). المواد الخام هي SiCl4 بدرجة نقاء عالية. يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة من TiO2 إلى تصفية الأشعة فوق البنفسجية عند 220 نانومتر ، والذي يسمى زجاج الكوارتز الخالي من الأوزون. لأن الضوء فوق البنفسجي أقل من 220 نانومتر يمكن أن يتحول الأكسجين في الهواء إلى الأوزون. إذا تمت إضافة كمية صغيرة من التيتانيوم واليوروبيوم وعناصر أخرى إلى زجاج الكوارتز ، فيمكن تصفية الموجة القصيرة تحت 340nm. استخدامه لصنع مصدر ضوء كهربائي له تأثير الرعاية الصحية على جلد الإنسان. يمكن أن يكون هذا النوع من الزجاج خاليًا تمامًا من الفقاعات. لديها نفاذية ممتازة للأشعة فوق البنفسجية ، خاصة في منطقة الأشعة فوق البنفسجية القصيرة الموجة ، وهي أفضل بكثير من جميع النظارات الأخرى. النفاذية عند 185 نانومتر هي 85٪. إنها مادة بصرية ممتازة في نطاق موجة 185-2500nm من الضوء. نظرًا لأن هذا النوع من الزجاج يحتوي على مجموعة OH ، فإن نفاذية الأشعة تحت الحمراء ضعيفة ، خاصة أن هناك ذروة امتصاص كبيرة بالقرب من 2700nm.
بالمقارنة مع زجاج السيليكات العادي ، يتميز زجاج الكوارتز الشفاف بأداء انتقال ممتاز في الطول الموجي بأكمله. في منطقة الأشعة تحت الحمراء ، تكون النفاذية الطيفية أكبر من تلك الخاصة بالزجاج العادي ، وفي المنطقة المرئية ، تكون نفاذية زجاج الكوارتز أعلى أيضًا. في منطقة الأشعة فوق البنفسجية ، خاصة في منطقة الأشعة فوق البنفسجية القصيرة الموجة ، تكون النفاذية الطيفية أفضل بكثير من أنواع الزجاج الأخرى. تتأثر النفاذية الطيفية بثلاثة عوامل: الانعكاس والتناثر والامتصاص. إن انعكاس زجاج الكوارتز بشكل عام هو 8 ٪ ، ومنطقة الأشعة فوق البنفسجية أكبر ، ومنطقة الأشعة تحت الحمراء أصغر. لذلك ، لا تزيد نفاذية زجاج الكوارتز بشكل عام عن 92 ٪. تشتت زجاج الكوارتز صغير ويمكن تجاهله. يرتبط الامتصاص الطيفي ارتباطًا وثيقًا بمحتوى شوائب زجاج الكوارتز وعملية الإنتاج. تمثل النفاذية في النطاق أقل من 200 نانومتر كمية محتوى الشوائب المعدنية. ويمثل الامتصاص في 240 نانومتر كمية البنية غير المؤكسدة. يحدث الامتصاص في النطاق المرئي بسبب وجود أيونات المعادن الانتقالية ، والامتصاص في 2730 نانومتر هو ذروة امتصاص الهيدروكسيل ، والتي يمكن استخدامها لحساب قيمة الهيدروكسيل.
