لولههای کوارتز دارای فیلتر UV لولههای شیشهای کوارتز هستند که بهطور ویژه فرآوری شدهاند تا بهطور انتخابی از طیفهای خاصی از اشعه فرابنفش (UV) جلوگیری کنند و در عین حال شفافیت بالایی در محدودههای مرئی و فروسرخ حفظ نمایند. ویژگیهای کلیدی آنها عبارتند از:
عملکرد مسدودسازی اشعه فرابنفش
طول موج برش:
- مدلهای رایج فرابنفش را مسدود میکنند ۲۸۰ نانومتر (فرابنفش-ج) یا ۳۲۰ نانومتر (UV-B), ، که انتقال را عمدتاً در بالا امکانپذیر میسازد ۳۲۰ نانومتر (فرا بنفش-الف، نور مرئی و فروسرخ).
- برخی از کوارتزهای با خلوص بالا (مثلاً JGS1) به طور طبیعی اشعه فرابنفش را تا ۱۸۵ نانومتر, ، نیازمند دوپینگ با عناصری مانند تیتانیوم (Ti) یا سریم (Ce) برای دستیابی به قطع اشعه فرابنفش.
کارایی فیلترسازی:
- برای فرابنفش-C (۲۰۰–۲۸۰ نانومتر)، کارایی فیلترسازی میتواند به ۹۹۱ تیپی۳تی در لولههای کوارتز دُپشده با تیتانیوم.
۲. خواص نوری
انتقال:
- طیف نور مرئی (۴۰۰–۷۰۰ نانومتر): ≥۹۰۱ تیپی۳تی
- طیف فروسرخ (۷۰۰–۲۵۰۰ نانومتر): ≥85%
- لبهٔ قطع شدید فرابنفش: برای مثال، ضریب عبور ممکن است از 0% در 280 نانومتر به 80% در 300 نانومتر جهش کند.
شاخص شکست نور: ۱.۴۵۸ (در ۵۸۹ نانومتر)، همانند شیشه کوارتز استاندارد.
۳. جنس و ساختار
مواد پایه:
- کوارتز مصنوعی با خلوص بالا (SiO₂ ≥ 99.991٪) و محتوای هیدروکسیل پایین (< 5 قسمت در میلیون) برای به حداقل رساندن جذب مادون قرمز.
عناصر دوپینگ:
- تیتانیوم (Ti)، سریم (Ce)، آهن (Fe) و غیره برای تنظیم قلههای جذب فرابنفش استفاده میشوند.
مشخصات فیزیکی:
- چگالی: ۲٫۲ گرم بر سانتیمتر مکعب
- سختی موهس: ۷
- مقاومت خمشی: ≥۵۰ مگاپاسکال
- ضریب انبساط حرارتی: ۵.۵×۱۰⁻⁷ بر درجهٔ سلسیوس (۲۰–۳۰۰ درجهٔ سلسیوس)
- مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی
۴. دوام محیطی
مقاومت در برابر دمای بالا:
- استفاده مداوم تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد, ، کوتاهمدت تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد (توجه: دوپینگ ممکن است اندکی تحمل حرارتی را کاهش دهد).
مقاومت در برابر خوردگی:
- مقاوم در برابر اسیدها (به جز HF) و بخار؛ محیطهای قلیایی (مانند KOH) ممکن است سطح را خورده کنند.
پایداری در برابر تابش:
- در برابر تابش اشعه γ و اشعه ایکس بدون تیره شدن مقاومت میکند؛ کوارتز دوپشده با سریم مقاومت تابشی برتر دارد.
۵. سناریوهای کاربرد
محافظت در برابر اشعه فرابنفش:
- لایههای محافظ بیرونی برای لامپهای میکروبکش (مانع اشعه مضر UV-C شده و عبور اشعه مفید UV-B/UVA را امکانپذیر میسازند).
- فوتولیتوگرافی نیمهرسانا (کنترل دقیق طول موج تابش).
دستگاههای نوری:
- پنجرههای طیفسنج، روکشهای لوله لیزر (طراحیشده برای باندهای نوری خاص).
نورپردازی ویژه:
- نورپردازی آکواریوم (حفاظت در برابر اشعه فرابنفش برای موجودات آبزی).
۶. احتیاطها
- از ضربه مکانیکی اجتناب کنید: کوارتز شکننده است—حفاظت در برابر ضربه هنگام نصب ضروری است.
- پاکسازی: از الکل یا آب یونزداییشده استفاده کنید؛ از اشیاء سخت اجتناب کنید.
- طول عمر سرویس: قرار گرفتن طولانیمدت در معرض گرما و اشعه فرابنفش ممکن است بهدلیل مهاجرت دوپانتها باعث تخریب آهسته شود.
مقایسه: لوله کوارتز فیلترکننده UV در مقابل لوله کوارتز استاندارد
| ویژگی | لوله کوارتز دارای فیلتر UV | لوله کوارتز استاندارد |
|---|---|---|
| انتقالپذیری فرابنفش (<۳۰۰ نانومتر) | یک میلیون و یکصد هزارم ثانیه | ۹۰۱تیپی۳تی (مثلاً جیجیاس۱) |
| عناصر دوپینگ | تیتانیوم/سزیم/آهن | هیچیک |
| هزینه | بالاتر (+30–50%) | پایینتر |
| کاربرد | محیطهایی که نیازمند کنترل دقیق فرابنفش هستند | انتقال طیف گسترده فرابنفش/مرئی |
مدل خاصی نیاز دارید؟ لطفاً طول موج قطع UV مورد نیاز و منحنی انتقال را برای تطابق دقیق ارائه دهید.
