Ciri-ciri tiub kuarza penapis UV

Tiub kuarza penapis UV adalah tiub kaca kuarza yang dirawat secara khas untuk menyekat secara selektif panjang gelombang ultraviolet (UV) tertentu sambil mengekalkan ketelusan yang tinggi dalam julat kelihatan dan inframerah. Ciri-ciri utamanya termasuk:

1. Prestasi Penghalang UV

Panjang Gelombang Pemotongan:

• Model biasa menyekat UV di bawah 280 nm (UV-C) atau 320 nm (UV-B), membenarkan penghantaran terutamanya di atas 320 nm (UV-A, cahaya kelihatan, dan inframerah).
• Sesetengah kuarza berkepekaan tinggi (contohnya, JGS1) secara semula jadi memancarkan sinaran UV sehingga 185 nanometer, memerlukan doping dengan unsur-unsur seperti titanium (Ti) atau sersium (Ce) untuk mencapai pemotongan UV.

Kecekapan penapisan:

• Untuk UV-C (200–280 nm), kecekapan penapisan boleh mencapai 99% dalam tiub kuarza yang didop dengan Ti.

2. Sifat Optik

Transmisivitas:

• Julat cahaya boleh dilihat (400–700 nm): ≥90%
• Julat inframerah (700–2500 nm): ≥85%
• Batas pemotongan UV yang curam: Sebagai contoh, transmittansi boleh melonjak daripada 0.01% pada 280 nm kepada 0.801% pada 300 nm.

Indeks Bias: 1.458 (@589 nm), sama seperti kaca kuarza piawai.

3. Bahan dan Struktur

Bahan Asas:

• Kuarsa sintetik tulen tinggi (SiO₂ ≥ 99.991%) dengan kandungan hidroksil rendah (<5 ppm) untuk meminimumkan penyerapan IR.

Elemen doping:

• Titanium (Ti), Sérium (Ce), Besi (Fe), dan lain-lain, digunakan untuk melaraskan puncak penyerapan UV.

Ciri-ciri fizikal:

• Ketumpatan: 2.2 g/cm³
• Kekerasan Mohs: 7
• Kekuatan lenturan: ≥50 MPa
• Gejala pengembangan terma: 5.5×10⁻⁷/°C (20–300 °C)
• Ketahanan kejutan terma yang cemerlang

4. Ketahanan Alam Sekitar

Ketahanan Suhu Tinggi:

• Penggunaan berterusan sehingga 1100°C, jangka pendek sehingga 1300°C (Nota: doping mungkin sedikit mengurangkan toleransi termal).

Ketahanan Korosi:

• Tahan terhadap asid (kecuali HF) dan wap; persekitaran alkali (contohnya KOH) boleh menghakis permukaannya.

Kestabilan Radiasi:

• Menahan pendedahan sinaran γ dan sinaran X tanpa menggelap; kuarza yang didop dengan Ce menunjukkan ketahanan sinaran yang unggul.

5. Senario Aplikasi

Perisai UV:

• Sarung pelindung luaran untuk lampu germisida (menahan sinaran UV-C berbahaya, membenarkan sinaran UV-B/UVA yang bermanfaat).
• Fotolitografi semikonduktor (kawalan tepat panjang gelombang pendedahan).

Peranti Optik:

• Tetingkap spektrometer, sarung tiub laser (direka untuk jalur cahaya tertentu).

Pencahayaan Khas:

• Pencahayaan akuarium (pelindung UV untuk hidupan akuatik).

6. Langkah berjaga-jaga

• Elakkan impak mekanikal: Kuarza adalah rapuh—pelindung hentakan diperlukan semasa pemasangan.
• Pembersihan: Gunakan alkohol atau air terion; elakkan objek keras.
• Hayat Perkhidmatan: Pendedahan jangka panjang kepada haba dan sinaran UV boleh menyebabkan degradasi perlahan akibat migrasi dopan.

---

Perbandingan: Tiub kuarza penapis UV vs. Tiub kuarza standard

Ciri	Tabung kuarza penapis UV	Tiub Kuarsa Standard
Penembusan UV (<300 nm)	<1%	90% (contohnya, JGS1)
Elemen doping	Ti/Ce/Fe	Tiada
Kos	Lebih tinggi (+30–50%)	Lebih rendah
Permohonan	Persekitaran yang memerlukan kawalan UV yang tepat	Transmisi UV/visible spektrum luas

---

Perlukan model tertentu? Sila berikan panjang gelombang pemotongan UV yang diperlukan dan lengkung penghantaran untuk padanan yang tepat.