UVフィルター付き石英管 は、可視および赤外領域で高い透明性を維持しながら、特定の紫外線(UV)波長を選択的に遮断するように設計された特殊処理石英ガラス管である。主な特徴は以下の通り:
1.紫外線遮断性能
カットオフ波長:
- 一般的なモデルは以下の紫外線をカットする 280 nm (UV-C) または 320 nm (UV-B)主に上空での伝送を可能にする 320 nm (UV-A、可視光、赤外線)。
- 一部の高純度石英(JGS1など)は、天然で以下の紫外線を透過する。 185 nmなどのドーピングが必要である。 チタン または セリウム UVカットを達成する。
フィルター効率:
- UV-C (200-280 nm)の場合、フィルター効率は以下のようになる。 >99% をTiドープ石英管に注入した。
2.光学特性
透過率:
- 可視光領域(400~700nm): ≥90%
- 赤外線領域(700~2500nm): ≥85%
- 急峻なUVカットエッジ:例えば、透過率は280nmで0%から300nmで80%に跳ね上がる。
屈折率: 1.458 (@589 nm)、標準石英ガラスと同じ。
3.素材と構造
ベース素材:
- 高純度合成石英(SiO₂ ≥ 99.99%)、低水酸基含有量(<5ppm)でIR吸収を最小化。
ドーピングの要素
- チタン(Ti)、セリウム(Ce)、鉄(Fe)など、紫外線吸収ピークの調整に使用。
物理的特性:
- 密度:2.2 g/cm³
- モース硬度:7
- 曲げ強度:≥50 MPa
- 熱膨張係数: 5.5×10-⁷/°C (20-300 °C)
- 優れた耐熱衝撃性
4.環境耐久性
高温耐性:
- 最大連続使用時間 1100 °C短期 1300 °C (注:ドーピングは熱耐性をわずかに低下させる可能性がある)。
耐食性:
- 酸(HFを除く)と蒸気に強い。アルカリ性環境(KOHなど)では表面が腐食することがある。
放射線安定性:
- Ce添加石英は優れた耐放射線性を示す。
5.アプリケーションシナリオ
紫外線遮蔽:
- 殺菌ランプ用保護アウタースリーブ(有害なUV-Cを遮断し、有用なUV-B/UVAを透過させる)。
- 半導体フォトリソグラフィー(露光波長の精密制御)。
光学機器:
- 分光計の窓、レーザー管のケーシング(特定の光帯域用に設計)。
特殊照明:
- 水槽の照明(水生生物の紫外線保護)。
6.注意事項
- 機械的な衝撃を避ける: 石英はもろいので、設置の際には衝撃保護が不可欠です。
- クリーニング: アルコールか脱イオン水を使用し、硬いものは避ける。
- 耐用年数: 熱や紫外線に長期間さらされると、ドーパントの移動により劣化が遅くなる可能性がある。
比較UVフィルター石英管と標準石英管の比較
特徴 | UVフィルター石英管 | 標準水晶管 |
---|---|---|
紫外線透過率 (<300 nm) | <1% | >90%(例:JGS1) |
ドーピング要素 | Ti/Ce/Fe | なし |
コスト | より高い (+30-50%) | より低い |
申し込み | 精密なUVコントロールが必要な環境 | 幅広いUV/可視透過率 |
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