Esco Optics, Inc.

N-BK7 vs 용융 실리카: 올바른 기판 선택

N-BK7 vs 용융 실리카: 올바른 기판 선택

By Esco Optics, Inc. | Published: 2026-10-14

Category: 구매 가이드

N-BK7와 용융 실리카는 서로 다른 광학 문제를 해결합니다. UV 투과율, 굴절률 안정성 및 열적 거동을 비교하여 애플리케이션에 적합한 기판을 선택하세요.

빠른 답변

애플리케이션이 약 350 nm 이상에서 작동하고 가장 경제적이고 널리 사용 가능한 광학 유리를 원한다면 N-BK7을 선택하세요. 자외선 투과, 더 낮은 열팽창 또는 심자외선에서 더 나은 성능이 필요하다면 용융 실리카를 선택하세요. 구면 수차가 중요한 1064 nm 레이저 집속의 경우, 올바른 기판의 베스트폼 렌즈가 가장 작은 스팟을 제공합니다.

N-BK7이 강점을 보이는 부분과 한계

N-BK7는 587.6 nm에서 굴절률이 약 1.517 인 붕규산 크라운 유리입니다. 이 굴절률은 배치마다 안정적이어서 비용과 가용성이 중요한 가시광선 및 근적외선 광학 시스템의 기본 선택입니다. 약 350 nm에서 2,000 nm까지 잘 투과하여 대부분의 레이저 다이오드, 머신 비전 및 일반 실험 작업을 포괄합니다. N-BK7는 또한 우수한 표면 품질로 연마되며 표준 반사 방지 코팅을 쉽게 적용할 수 있습니다.

UV 영역으로 이동하면 N-BK7는 더 이상 올바른 선택이 아닙니다. 약 350 nm 이하에서는 내부 투과율이 급격히 떨어집니다. 광원이 355 nm 또는 266 nm 레이저인 경우 N-BK7 광학 부품은 충분한 빛을 흡수하여 열 왜곡과 처리량 감소를 유발합니다. 또한 이 재료는 용융 실리카에 비해 열팽창 계수가 상대적으로 높아 온도 변화가 큰 응용 분야에서는 초점이 드리프트할 수 있습니다.

용융 실리카가 UV 및 열 안정성에 제공하는 이점

용융 실리카는 비정질 이산화규소로, 결정질 재료가 아닙니다. UV 차단 한계는 N-BK7보다 훨씬 깊게 확장되며, 저-OH 등급은 적외선에서 3 마이크론 이상을 잘 투과합니다. 따라서 용융 실리카는 엑시머 레이저, UV 분광법, 그리고 심자외선 투과가 필수적인 모든 응용 분야의 표준 기판입니다. 또한 N-BK7보다 열팽창 계수가 낮아 주변 온도가 변해도 형상과 초점을 더 잘 유지합니다.

절충점은 비용과 가용성입니다. 용융 실리카 블랭크는 생산 비용이 더 많이 들고 특정 등급은 조달에 더 오랜 시간이 걸립니다. 또한 일부 결정질 대체재보다 부드러워 취급 및 세척 절차가 더 중요합니다. 가시광선 전용 시스템의 경우 용융 실리카에 비용을 지불해도 측정 가능한 이점을 얻지 못하는 경우가 많습니다.

기판 선택은 투과율뿐만 아니라 렌즈 형상도 변경합니다

기판의 굴절률은 단일 요소 렌즈에서 구면 수차를 최소화하는 형상 계수를 결정합니다. 이것이 베스트폼 렌즈가 특정 재료용으로 설계되는 이유입니다. N-BK7로 만든 베스트폼 렌즈는 용융 실리카로 만든 렌즈와 앞뒤 곡률 반경이 다릅니다. 굴절률 차이가 최적 비율을 바꾸기 때문입니다. 베스트폼 설계에서 한 기판을 다른 기판으로 대체하면 베스트폼이 되게 한 수차 보정을 잃게 됩니다.

이것은 레이저를 최소 스폿으로 집속할 때 가장 중요합니다. 잘못된 기판의 구면 단일 렌즈는 올바른 유리의 동일한 설계보다 더 큰 스폿과 더 큰 파면 오차를 생성합니다. 베스트폼 렌즈를 주문할 때는 설계 파장과 기판을 함께 지정하여 실제 사용에 맞게 곡률 반경이 계산되도록 하십시오.

원통형 및 창 애플리케이션은 동일한 논리를 따릅니다

원통형 렌즈는 한 축에서 빛을 집속하며 레이저 라인 생성, 선형 배열 이미징, 슬릿 분광법에서 일반적으로 사용됩니다. 동일한 기판 규칙이 적용됩니다. 비용이 중요한 가시광선 및 근적외선 원통형 작업에는 N-BK7을 선택하고, UV 투과 또는 열 안정성이 필요한 경우에는 용융 실리카 또는 용융 석영을 선택하십시오. 예를 들어, G1 용융 석영의 원통형 렌즈는 붕규산 유리가 따라올 수 없는 UV 도달 범위를 제공합니다.

창 및 보호 광학 부품의 경우 결정은 더 간단합니다. 창이 가시광선만 통과시키고 뒤의 광학 부품을 보호하면 되는 경우, N-BK7 또는 이에 상응하는 상업용 품질의 원형 창으로 충분합니다. 창이 UV 광원 앞에 있거나 열 순환을 견뎌야 하는 경우, 저OH 용융 실리카 창이 장기적으로 더 나은 선택입니다. 3 미크론까지 투과하고 온도 변화를 더 적은 왜곡으로 처리하기 때문입니다.

기판 선택을 위한 결정 규칙

  • 먼저 파장: 가장 짧은 파장이 350 nm 미만이면 용융 실리카 또는 용융 석영을 선택하십시오. 모든 파장이 350 nm 이상이면 N-BK7가 일반적으로 충분하며 비용이 더 낮습니다. 다른 무엇보다 먼저 소스 스펙트럼을 확인하십시오.
  • 열 환경: 광학계가 약 20°C 이상의 온도 변화를 겪거나 예열 중 초점을 유지해야 하는 경우, 용융 실리카의 낮은 열팽창 계수가 드리프트를 줄여줍니다. 안정적인 실험대에서는 N-BK7가 적합하며, 현장이나 진공 시스템에서는 용융 실리카가 자주 선호됩니다.
  • 수차 보정: 단일 요소 초점 조정의 경우 최적의 형상 계수는 기판 굴절률에 따라 결정됩니다. 기판과 설계 파장을 함께 주문하여 반경이 애플리케이션에 맞도록 하십시오. 베스트폼 설계에서 재계산 없이 기판을 교체하지 마십시오.
  • 예산 및 리드 타임: N-BK7은(는) 일반적으로 비용이 저렴하고 재고가 널리 확보되어 있습니다. 용융 실리카는 비용이 더 많이 들고 일부 등급은 조달에 시간이 더 걸립니다. 가시광 성능이 충분하다면 N-BK7을(를) 선택하여 코팅이나 마운트에 예산을 확보할 수 있습니다.

기판 선택을 보여주는 제품

  • 베스트폼 레이저 렌즈, N-BK7 광학 유리*: N-BK7 광학 유리로 제작된 베스트폼 레이저 렌즈는 재료의 형상 계수에 의해 결정되는 특정 비율을 따라 전면과 후면의 곡률 반경이 형성되어 레이저를 최소 스팟으로 집속할 때 구면 수차를 줄입니다. 레이저가 가시광선 또는 근적외선에서 작동하고 가장 작은 집속 스팟을 원한다면 이것이 경제적인 베스트폼 옵션입니다. 설계를 다시 계산하지 않고 다른 기판으로 대체하지 마십시오.
  • 베스트폼 레이저 렌즈, S1-UV 등급 용융 실리카: S1-UV 등급 용융 실리카로 제작된 Bestform 레이저 렌즈는 설계 파장 옵션과 함께 제공되어 렌즈를 UV 광원에 맞출 수 있습니다. 355 nm 또는 266 nm 집속을 위해 용융 실리카 Bestform은 N-BK7이 흡수하는 파장에서 수차 보정을 유지합니다. 설계 파장을 지정하면 곡률 반경이 레이저에 최적화됩니다.
  • 상업용 품질 원형 윈도우, I2-IR 저OH 등급 용융 실리카: I2-IR 저OH 용융 실리카로 제작된 상업용 품질의 원형 윈도우는 최대 3 미크론까지 투과하며 낮은 열팽창 계수를 가지며 표면 정밀도는 인치당 2λ 이상입니다. 이 윈도우는 붕규산 유리가 적합하지 않은 IR 및 UV 응용 분야에 적합합니다. 저OH 등급과 열 안정성 덕분에 온도 변화가 큰 환경에 적합합니다.
  • 실린더 렌즈, G1 융합 실리카, 상업용 등급: G1 융합 실리카로 제작된 실린더 렌즈는 상업용 등급으로, 실린더 축과 평행한 초점 라인을 생성하여 선형 어레이 및 분광 슬릿 이미징에 유용합니다. UV 영역에서 단일 축 집광이 필요하거나 N-BK7보다 더 나은 열 안정성이 필요한 경우, 이 융합 실리카 실린더 렌즈는 붕규산 유리가 감당할 수 없는 애플리케이션을 커버합니다.

애플리케이션에 맞는 기판 선택

필요한 경우 N-BK7를 선택하세요

  • 비용과 가용성이 중요한 가시광선 또는 근적외선 레이저 집속
  • 일반 실험실 광학, 머신 비전 또는 350 nm 이상의 교육용 설정
  • 붕규산 유리에 이미 최적화된 설계의 1064 nm 또는 가시광선 파장용 베스트폼 렌즈

다음이 필요하다면 대신 용융 실리카 또는 용융 석영을 선택하세요

  • 350 nm 미만의 UV 투과, 예: 355 nm 또는 266 nm 레이저 시스템
  • 큰 온도 변화가 있는 환경에서의 열 안정성
  • 저OH 용융 실리카 창을 통한 3 미크론까지의 적외선 투과

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