Comparaison des propriétés optiques des tubes
Étudier les différences de transmission des UV et des IR.
Caractéristiques | Tubes en verre de quartz | Tubes en verre borosilicaté |
|---|---|---|
Gamme de transmission UV | 185-2500 nm | 350-2000 nm |
Transmittance UV-C | 85-92% à 254 nm | <5% à 254 nm |
Taux de transmission IR | 85-90% | 20-40% |
Teneur en hydroxyle | <30 ppm | 150-200 ppm |
Stabilité thermique | Jusqu'à 1100°C | Inférieure à 500°C |
Uniformité de l'indice de réfraction | ±0.0001 | ±0.0005-0.002 |
Durabilité | Grande durabilité et résistance à la corrosion | Durabilité réduite dans des conditions difficiles |
Adéquation de l'application | Idéal pour les applications UV et IR | Idéal pour les applications en lumière visible |
Le choix du bon matériau pour la transmission de la lumière ultraviolette (UV) et infrarouge (IR) a une incidence sur les performances des dispositifs scientifiques, industriels et médicaux. Les tubes en quartz et les tubes en verre présentent de nettes différences dans leur capacité à transmettre la lumière UV et IR.
Le quartz offre une stabilité thermique supérieure et des taux de transmission élevés pour la lumière UV.
Le verre est plus adapté aux applications de lumière visible, ce qui le rend moins efficace pour la transmission de la lumière UV et IR.
Les tubes en quartz sont essentiels pour les systèmes de stérilisation UV et les capteurs infrarouges en raison de leur grande transparence à des longueurs d'onde spécifiques.
Principaux enseignements
Les tubes en quartz transmettent plus de 85% de lumière UV-C, ce qui les rend idéaux pour la stérilisation et les applications scientifiques.
Les tubes en verre bloquent la plupart des rayons UV en raison des impuretés, ce qui limite leur utilisation dans les environnements sensibles aux UV.
La faible teneur en hydroxyle du quartz améliore la transmission des IR, atteignant des taux de 85-90%, alors que les tubes en verre bloquent 60-80% de la lumière IR.
Le quartz offre une durabilité et une stabilité thermique supérieures, ce qui le rend adapté aux environnements industriels et chimiques difficiles.
Les optiques de précision bénéficient de l'indice de réfraction constant du quartz, ce qui garantit une distorsion minimale et des performances laser de haute qualité.
Quelles sont les différences fondamentales de transmission optique entre les tubes en quartz et les tubes en verre sur l'ensemble du spectre ?
Le choix du matériau joue un rôle crucial dans l'efficacité avec laquelle les tubes transmettent la lumière dans les longueurs d'onde de l'ultraviolet et de l'infrarouge. Les tubes en quartz et en verre se distinguent par leur fenêtre de transmission, leur pureté et leur adéquation à des domaines d'application spécifiques. La compréhension de ces différences aide les utilisateurs à choisir le bon tube pour les besoins scientifiques, industriels ou médicaux.
Fenêtres de transmission spectrale : 185-2500 nm pour le quartz contre 350-2000 nm pour le borosilicate
Tubes en quartz offrent une fenêtre de transmission beaucoup plus large que les tubes en verre borosilicaté. La gamme de transmission du quartz s'étend de 185 nm à 2500 nm, alors que les tubes en verre borosilicaté transmettent généralement la lumière de 350 nm à 2000 nm. Cette plage plus large permet au quartz de prendre en charge des applications qui nécessitent une transmission UV profonde et IR étendue.
Le tableau suivant présente les plages de transmission et les principaux avantages des différentes qualités de verre de quartz :
Grade | Longueur d'onde Plage de transmission | Avantage principal |
|---|---|---|
JGS1 | 185-2500 nm | Transparence supérieure dans les longueurs d'onde des UV profonds. |
JGS2 | 220-3500 nm | Performances optiques équilibrées du visible au proche infrarouge. |
JGS3 | 260-3500 nm | Transmission infrarouge (IR) améliorée avec réduction de l'absorption OH. |
Les tubes en verre de quartz supportent un spectre plus large, ce qui les rend idéaux pour la stérilisation UV et la détection IR.
Impact de la composition : Silice pure permettant la transmission des UV contre impuretés de fer bloquant les UV
La pureté du dioxyde de silicium dans le verre de quartz détermine sa capacité à transmettre la lumière UV. Le quartz fondu contient très peu d'impuretés, ce qui lui permet de transmettent la lumière UV jusqu'à environ 155 nm. Les tubes en verre borosilicaté contiennent des impuretés métalliques de transition, telles que le fer, qui déplacent la coupure UV vers des longueurs d'onde plus grandes et réduisent l'efficacité de la transmission.
Les tubes en verre quartz excellent dans la transmission des UV et des IR en raison de leur grande pureté. Les tubes en verre borosilicaté, en revanche, perdent de leur efficacité dans ces domaines en raison de la présence d'impuretés. Cette différence de composition a un impact direct sur la pertinence de chaque matériau pour les applications UV et IR.
Points clés :
Les tubes en verre de quartz transmettent efficacement la lumière UV en raison de la grande pureté du dioxyde de silicium.
Les tubes en verre borosilicaté bloquent davantage la lumière UV en raison des impuretés métalliques.
Le quartz convient aux applications qui nécessitent une transmission profonde des UV, comme la stérilisation.
Limites d'application déterminées par la portée de transmission des matériaux
La gamme de transmission de chaque matériau définit clairement les limites de son champ d'application. Les tubes en quartz peuvent transmettre à la fois des UV profonds et des IR étendus, ce qui les rend adaptés aux instruments scientifiques, à la stérilisation médicale et aux systèmes de chauffage IR. Les tubes en verre borosilicaté fonctionnent mieux dans les applications de lumière visible et sont moins efficaces pour les applications UV et IR.
Les utilisateurs choisissent le quartz pour les tâches qui exigent une grande transparence aux UV et une large transmission des IR. Les tubes en verre borosilicaté conviennent bien aux environnements où la transmission de la lumière visible est la principale exigence. Le choix du matériau influe directement sur les performances et la fiabilité des appareils dans chaque domaine d'application.
Résumé :
Les tubes en quartz offrent une fenêtre de transmission plus large, compatible avec les applications UV et IR.
Les tubes en verre borosilicaté sont limités à la lumière visible et à certaines utilisations dans le proche infrarouge.
Le choix du matériau dépend des besoins de transmission du domaine d'application.
Comment la différence de pureté de composition entre le quartz et le verre crée-t-elle un écart de transmission des UV ?
La pureté des matériaux joue un rôle essentiel dans la capacité des tubes à transmettre la lumière ultraviolette. La présence d'impuretés, en particulier de fer, crée un écart important dans la transmission des UV entre le quartz et le verre. Cette section examine l'impact des différences de composition sur les performances UV et IR, ainsi que la pertinence de chaque matériau pour les applications exigeantes.
La teneur en fer favorise l'absorption des UV : <5 ppm dans le quartz contre 500-3000 ppm dans le verre
La teneur en fer influe directement sur la quantité de lumière UV qu'un matériau peut transmettre. Le quartz contient moins de 5 parties par million (ppm) de fer, alors que le verre borosilicaté en contient souvent entre 500 et 3 000 ppm. Cette différence de concentration en fer entraîne un contraste spectaculaire dans l'absorption des UV, le quartz laissant passer beaucoup plus de lumière UV.
La faible teneur en fer du quartz signifie qu'il absorbe très peu de lumière UV, ce qui le rend idéal pour les applications nécessitant une grande transparence aux UV. En revanche, les niveaux de fer plus élevés dans le verre entraînent une absorption significative, bloquant la plupart des rayons UV et limitant son utilisation dans les environnements sensibles aux UV. Cette pureté de composition confère au quartz un avantage certain dans les domaines scientifiques et médicaux où la transmission des UV est essentielle.
En résumé, l'impact de la teneur en fer sur l'absorption des UV peut être souligné comme suit :
Le quartz contient très peu de fer (<5 ppm), ce qui entraîne une absorption minimale des UV.
Le verre contient beaucoup plus de fer (500-3000 ppm), ce qui entraîne une forte absorption des UV.
Cette différence de pureté fait du quartz le choix privilégié pour les applications UV.
Transmission UV-C à 254 nm : 85-92% pour le quartz contre <5% pour le borosilicate
La capacité d'un matériau à transmettre la lumière UV-C à 254 nm est un facteur clé pour les technologies de stérilisation et de désinfection. Le quartz atteint une transmittance UV-C de 85-92% à cette longueur d'onde, alors que le verre borosilicaté transmet moins de 5%. Ce contraste frappant résulte de la pureté de la composition et de la structure du quartz, qui permet à la lumière UV-C de passer à travers avec une perte minimale.
Le tableau suivant résume les taux de transmission UV-C à 254 nm pour les deux matériaux, démontrant le net avantage du quartz :
Matériau | Transmittance UVC (254nm) |
|---|---|
Silice fondue | 92% |
Borosilicate 3.3 | <5% |
La transmission élevée des UV-C dans le quartz favorise une action germicide efficace, tandis que la faible transmission du verre limite son utilisation dans la stérilisation. Cette comparaison fondée sur des données montre pourquoi les industries font confiance au quartz pour les applications UV-C.
Faisabilité de l'application UV : Quartz permettant la stérilisation ou verre bloquant complètement la stérilisation
La possibilité d'utiliser un matériau pour des applications UV dépend de sa capacité à transmettre les longueurs d'onde germicides. Les tubes en quartz permettent une transmission UV supérieure à 90%, ce qui est essentiel pour une stérilisation et une désinfection efficaces. Le verre ordinaire, avec sa faible transmittance UV, ne peut pas être utilisé pour ces applications.
Le quartz prend en charge une large gamme de technologies basées sur les UV, notamment la purification de l'eau, la stérilisation de l'air et les équipements de laboratoire. Sa grande transparence aux UV permet aux lampes germicides et aux capteurs de fonctionner avec une efficacité maximale. Le verre, en revanche, bloque la majeure partie de la lumière UV, ce qui le rend inadapté à ces utilisations critiques.
Pour résumer la faisabilité des applications UV :
Les tubes en quartz permettent une stérilisation très efficace grâce à une transmission supérieure des UV.
Les tubes en verre bloquent la plupart des UV, empêchant une action germicide efficace.
Le quartz reste le matériau de choix pour toutes les technologies de stérilisation UV.
Pourquoi la teneur en hydroxyles des tubes de quartz et la teneur en modificateurs de réseau du verre déterminent-elles la transmission infrarouge ?
La transmission des infrarouges dépend de la composition chimique et de la pureté du matériau du tube. Les tubes en quartz et les tubes en verre diffèrent dans leur capacité à transmettre la lumière infrarouge en raison de leur teneur en hydroxyle et des modificateurs de réseau. La compréhension de ces différences aide les utilisateurs à sélectionner le bon tube pour les applications de chauffage, de détection et de haute température.
Impact de la teneur en hydroxyle : <30 ppm permettant le 85-90% IR contre 150-200 ppm bloquant le 60-80%
Les groupes hydroxyles (OH) dans le quartz et les tubes en verre jouent un rôle majeur dans la transmission infrarouge. Les tubes de quartz dont la teneur en OH est inférieure à 30 ppm peuvent atteindre des taux de transmission IR compris entre 85% et 90%, tandis que les tubes de verre dont la teneur en OH est comprise entre 150 et 200 ppm bloquent 60% à 80% de la lumière IR. Les faibles teneurs en OH du quartz résultent d'un traitement à haute température, qui élimine les groupes silanols et améliore les performances IR.
Les fabricants réduisent la teneur en OH du quartz en chauffant le matériau à environ 1000°C, ce qui a pour effet de réduire la teneur en OH du quartz. favorise la diffusion des groupes silanols et améliore la transmission de l'IR. Une teneur élevée en OH dans les tubes de verre entraîne des pics d'absorption importants, notamment à proximité de 2730 nm, ce qui limite leur utilisation dans le chauffage et la détection IR. Les applications telles que les lampes halogènes bénéficient d'un faible taux de quartz OH, ce qui prolonge la durée de vie des lampes et améliore leur efficacité.
Points clés :
Les tubes en quartz à faible teneur en OH transmettent jusqu'à 90% de lumière IR.
Les tubes en verre à forte teneur en OH bloquent la plupart des longueurs d'onde IR.
Le quartz à faible teneur en OH est préféré pour les applications de chauffage et de détection IR.
Absorption des modificateurs de réseau : Les liaisons Na-O et Ca-O dans le verre dégradent les performances IR
Les modificateurs de réseau tels que le sodium et le calcium dans les tubes de verre créent des bandes d'absorption qui dégradent la transmission IR. Ces modificateurs forment des liaisons Na-O et Ca-O qui absorbent la lumière infrarouge et réduisent l'efficacité du tube dans les applications infrarouges. La présence de ces liaisons dans le verre déplace la fenêtre de transmission et augmente les pertes IR.
Les tubes de quartz, composés presque entièrement de dioxyde de silicium, sont dépourvus de ces modificateurs de réseau et maintiennent une voie de transmission claire pour la lumière infrarouge. L'absence de liaisons Na-O et Ca-O permet au quartz de supporter des systèmes de chauffage et de détection IR très performants. En revanche, les tubes en verre contenant des modificateurs de réseau présentent une transmission réduite de la lumière infrarouge et sont peu adaptés aux environnements exigeants.
Matériau | Modificateurs de réseau | Transmission IR | Relation de cause à effet |
|---|---|---|---|
Tube en quartz | Aucun | Haut (85-90%) | Pas de bandes d'absorption, passage IR élevé |
Tube en verre | Na, Ca | Faible (20-40%) | Les bandes d'absorption bloquent la lumière IR |
Ce tableau montre comment les modificateurs de réseau dans les tubes en verre provoquent une absorption des IR, alors que les tubes en quartz pur conservent une transmission supérieure des IR.
Optimisation de l'OH en fonction de l'application : Faible pour le chauffage IR et élevé pour les lampes UV
Les fabricants optimisent la teneur en hydroxyle des tubes de quartz en fonction de l'application envisagée. Une faible teneur en OH convient au chauffage et à la détection IR, tandis que des niveaux d'OH plus élevés améliorent les performances des lampes UV. La possibilité de contrôler la concentration en OH permet aux tubes de quartz de répondre à diverses exigences techniques.
Pour le chauffage IR, les qualités de quartz standard ont une teneur en OH inférieure à 10 ppm, et les qualités spécialisées peuvent atteindre des niveaux inférieurs à 1 ppm. Ces faibles valeurs d'OH permettent une transmission efficace de l'IR et des durées de vie plus longues. Dans les applications de lampes UV, une teneur en OH plus élevée améliore la transparence des UV, ce qui rend les tubes de quartz polyvalents pour les technologies IR et UV.
Type de grade | OH Niveau de contenu | Application |
|---|---|---|
Standard | < 10 ppm | Chauffage IR |
Spécialisé | < 1 ppm | IR de précision |
Haut OH | > 100 ppm | Lampes UV |
Ce tableau récapitulatif montre comment les fabricants adaptent la teneur en OH des tubes de quartz afin d'optimiser les performances pour des applications spécifiques.
Durabilité, résistance à la corrosion et adaptation aux environnements difficiles
Les tubes en quartz offrent une durabilité et une résistance à la corrosion exceptionnelles par rapport aux tubes en verre. Leur teneur élevée en dioxyde de silicium (plus de 99%) leur permet de supporter des températures allant jusqu'à 1100°C et de résister à la plupart des acides, à l'exception de l'acide fluorhydrique. Ces propriétés rendent les tubes en quartz fiables dans les environnements chimiquement agressifs et à haute température.
Les tubes en verre, dont la teneur en dioxyde de silicium est plus faible, ne peuvent égaler la stabilité thermique ou la résistance aux acides du quartz. Les tubes en quartz ont également un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui leur permet de supporter des changements de température rapides sans se briser. Les utilisateurs choisissent les tubes en quartz pour les environnements difficiles et les processus industriels exigeants.
Résumé :
Les tubes en quartz résistent aux températures élevées et à la corrosion.
Les tubes en verre ont une durée de vie plus courte dans des conditions agressives.
Les tubes en quartz sont préférés pour les applications à haute température et chimiquement agressives.
Quel est l'impact de la différence d'homogénéité de l'indice de réfraction entre le quartz et le verre sur les applications d'optique de précision ?
Les applications optiques de précision exigent des matériaux aux propriétés optiques constantes. L'homogénéité de l'indice de réfraction d'un tube influe sur la façon dont la lumière le traverse, ce qui a un impact sur les performances des lasers et des systèmes d'imagerie. Les tubes en quartz et en verre présentent des différences significatives dans ce domaine, ce qui rend le choix du matériau essentiel pour les tâches de haute précision.
Uniformité de l'indice : ±0,0001 dans le quartz optique contre ±0,0005-0,002 dans le verre borosilicaté
L'uniformité de l'indice décrit la variation de l'indice de réfraction à l'intérieur d'un matériau. Le quartz optique présente une uniformité d'indice de ±0,0001, tandis que le verre borosilicaté varie de ±0,0005 à ±0,002. Ce contrôle plus strict dans le quartz garantit que la lumière passe à travers avec une distorsion minimale, ce qui est essentiel pour des applications telles que la délivrance de laser et l'imagerie à haute résolution.
Une variation plus faible de l'indice de réfraction permet aux systèmes optiques d'obtenir une meilleure focalisation et un moindre étalement du faisceau. Les données montrent que les tubes laser en quartz présentent des facteurs de qualité du faisceau (M²) inférieurs à 1,2, alors que les tubes en verre dépassent souvent 1,5. Cette différence affecte directement la netteté et l'efficacité des dispositifs optiques.
En résumé, l'uniformité de l'indice a un impact sur les performances optiques de plusieurs manières :
Le quartz offre une uniformité d'indice supérieure (±0,0001), ce qui réduit la distorsion optique.
Le verre présente des variations plus importantes, ce qui peut dégrader la qualité de l'image et du faisceau.
Les applications de précision bénéficient du contrôle plus étroit qu'offre le quartz.
Homogénéité de la composition : silice monocomposante et verre multicomposant
L'homogénéité de la composition fait référence à la manière dont les ingrédients du matériau sont répartis. Le quartz est presque entièrement constitué de dioxyde de silicium, alors que le verre contient de multiples composants tels que le sodium, le calcium et le bore. La structure monocomposante du quartz permet de réduire les irrégularités optiques et d'obtenir des performances plus prévisibles.
Le verre multicomposant peut développer des régions microscopiques aux propriétés optiques différentes, qui diffusent la lumière et réduisent la clarté. Des études montrent que ces variations peuvent entraîner une perte d'efficacité de transmission allant jusqu'à 10% pour les systèmes optiques sensibles. Le quartz, avec sa composition uniforme, évite ces problèmes et fournit des résultats cohérents.
Matériau | Type de composition | Uniformité optique | Relation de cause à effet |
|---|---|---|---|
Quartz | Monocomposant | Haut | La silice uniforme évite les défauts optiques |
Verre | Multi-composants | Plus bas | Les additifs créent des inhomogénéités |
Ce tableau montre comment les différences de composition conduisent à des résultats optiques distincts.
Impact de la qualité du faisceau laser : M² 1,5-2,5 avec le verre
La qualité du faisceau laser, mesurée par le facteur M², indique dans quelle mesure un faisceau correspond à une forme idéale. Les tubes en quartz permettent d'obtenir des valeurs M² inférieures à 1,2, tandis que les tubes en verre produisent généralement des valeurs comprises entre 1,5 et 2,5. Des valeurs M² plus faibles signifient que le faisceau reste focalisé sur de plus longues distances, ce qui est essentiel pour les lasers de découpe, de soudage et les lasers médicaux.
Un faisceau de haute qualité réduit la perte d'énergie et améliore la précision dans les applications industrielles et scientifiques. Les données fournies par les fabricants de lasers confirment que les systèmes utilisant des tubes en quartz ont une efficacité supérieure de 30% à celle des systèmes utilisant des tubes en verre. Cette efficacité se traduit par de meilleures performances et des coûts d'exploitation réduits.
Pour résumer l'impact sur la qualité du faisceau laser :
Le quartz offre une qualité de faisceau supérieure (M² <1,2) pour les applications exigeantes.
Le verre limite la focalisation du faisceau et augmente la perte d'énergie.
Le quartz permet d'améliorer l'efficacité et la précision des systèmes laser.
Quelle spécification de matériau optimise la transmission optique pour votre application UV, visible ou IR ?
Le choix de la bonne spécification matérielle détermine l'efficacité de la transmission des rayons UV, visibles et infrarouges dans n'importe quelle application. Les ingénieurs et les scientifiques doivent tenir compte de la pureté, de la teneur en fer, des niveaux d'hydroxyle et de l'homogénéité de l'indice de réfraction lorsqu'ils choisissent entre des tubes de quartz et des tubes de verre. Chaque spécification a un impact direct sur les performances, la durabilité et la résistance aux températures élevées.
Applications UV nécessitant du quartz : 85% à 254 nm
Le quartz se distingue dans les applications UV parce qu'il contient moins de 5 ppm de fer et conserve une grande pureté. Ces propriétés permettent au quartz d'atteindre une transmittance supérieure à 85% à 254 nm, ce qui est essentiel pour la stérilisation et les instruments d'analyse. Le verre de silice fondue offre également une excellente transmittance UV, mais sa température de fusion élevée rend sa fabrication plus difficile.
Le verre borosilicaté présente de bonnes propriétés mécaniques et une bonne stabilité chimique, mais sa transmission UV dépend d'une faible teneur en fer et d'états d'oxydation contrôlés. Le verre borosilicate alcalin bénéficie d'une atmosphère réductrice pendant la production, ce qui abaisse les niveaux de Fe(III) et améliore la transmission des UV. Le verre phosphaté fluoré est une autre option pour les applications UV, bien que les tubes en verre quartz restent le choix préféré pour leur grande pureté et leur résistance aux températures élevées.
Spécifications | Détail |
|---|---|
Type de verre | Verre de borosilicate alcalin |
Teneur en fer | La faible teneur en fer améliore la transmission des UV |
Atmosphère réductrice | Contrôlé par l'acide citrique dans le lot de verre |
Transmittance UV | Effet significatif à 254 nm |
État d'oxydation du fer | Le Fe(III) absorbe plus d'UV que le Fe(II) |
Ce tableau montre comment les spécifications des matériaux influencent la transmission des UVLe quartz offre les meilleurs résultats pour les environnements exigeants.
Applications IR exigeant un faible taux d'OH : 85% à 2700 nm contre 150-200 ppm bloquant 60-80%
Le quartz excelle dans les applications IR lorsqu'il contient moins de 30 ppm de groupes hydroxyles. Cette faible teneur en OH permet au quartz de transmettre plus de 85% de lumière IR à 2700 nm, ce qui est essentiel pour le chauffage et la détection IR. Les tubes en verre contenant 150 à 200 ppm d'OH bloquent 60 à 80% de lumière IR, ce qui limite leur efficacité dans les scénarios de résistance à haute température.
Les fabricants optimisent le quartz pour l'IR en réduisant les niveaux d'hydroxyle par un traitement à haute température. Ce processus élimine les groupes silanols, ce qui se traduit par une transmission IR supérieure et une durée de vie opérationnelle plus longue. Les applications telles que les lampes halogènes et les capteurs IR bénéficient de tubes en verre de quartz en raison de leur capacité à résister à des températures élevées et à maintenir leurs performances.
En résumé, les points suivants clarifient les avantages du quartz dans les applications IR :
La faible teneur en OH du quartz permet une transmission efficace des infrarouges.
Les tubes en verre à forte teneur en OH bloquent la plupart des longueurs d'onde IR.
Les tubes en verre de quartz offrent des performances fiables dans des environnements à haute température.
Optique de précision nécessitant une homogénéité de l'indice : ±0,0001 pour les tubes laser contre ±0,0005 pour l'utilisation générale
L'optique de précision nécessite des matériaux présentant une homogénéité constante de l'indice de réfraction. Le quartz présente une uniformité d'indice de ±0,0001, ce qui en fait un matériau idéal pour les tubes laser et les systèmes optiques de haute précision. Les tubes en verre, avec des variations d'indice de ±0,0005 ou plus, conviennent à un usage général mais peuvent introduire une distorsion optique dans les applications exigeantes.
Le quartz a un indice de réfraction d'environ 1,45.Ce qui permet de réduire les pertes par réflexion de Fresnel par rapport à des matériaux tels que le saphir. Des pertes de réflexion plus faibles signifient moins d'accumulation de chaleur et des temps de refroidissement plus courts, ce qui est essentiel pour maintenir une résistance à la température élevée dans les chambres laser. Les ingénieurs choisissent les tubes en quartz pour les applications qui exigent une qualité de faisceau stable et des pertes optiques minimales.
Matériau | Indice de réfraction | Uniformité de l'indice | Perte par réflexion | Relation de cause à effet |
|---|---|---|---|---|
Quartz | 1.45 | ±0.0001 | 3.3% | Faible perte, optique stable |
Verre | ~1.5 | ±0.0005 | ~4% | Plus de pertes, moins de précision |
Saphir | 1.76 | ±0.0001 | 7.4% | Pertes élevées, accumulation de chaleur plus importante |
Ce tableau montre comment l'homogénéité de l'indice de réfraction et le choix du matériau affectent les performances optiques, le quartz fournissant les meilleurs résultats pour l'optique de précision.
Les tubes en quartz et les tubes en verre présentent de nettes différences dans la transmission des UV et des IR. Le tableau ci-dessous met en évidence leurs performances :
Type de verre | Transmission des UV | Transmission IR |
|---|---|---|
Verre de quartz | Plus de 90% de 200nm à 2500nm | Excellent jusqu'à 3500nm |
Verre ordinaire | Bloque les UV inférieurs à 320nm | Des taux de transmission beaucoup plus faibles |
Les tubes en quartz conviennent mieux aux applications à haute température, chimiquement agressives, et aux applications UV ou IR. Les tubes en verre conviennent aux applications générales et décoratives. Les utilisateurs doivent tenir compte de la durabilité, du coût et des besoins environnementaux lorsqu'ils choisissent l'un ou l'autre de ces matériaux.
FAQ
Quelle est la principale différence de transmission des UV entre les tubes en quartz et les tubes en verre ?
Les tubes en quartz transmettent plus de 85% de lumière UV-C à 254 nm. Les tubes en verre transmettent moins de 5%.
Le quartz permet la stérilisation et les utilisations scientifiques. Le verre convient aux tâches liées à la lumière visible.
Les tubes en quartz et en verre peuvent-ils résister à des températures élevées ?
Les tubes en quartz résistent à des températures allant jusqu'à 1100°C. Les tubes en verre tolèrent des températures plus basses, généralement inférieures à 500°C.
Le quartz offre une meilleure stabilité thermique.
Le verre est moins adapté aux environnements à forte chaleur.
Quel est le meilleur type de tube pour les applications de chauffage infrarouge ?
Les tubes en quartz transmettent 85-90% de lumière IR avec une faible teneur en hydroxyle. Les tubes en verre bloquent 60-80% d'IR en raison des modificateurs de réseau.
Type de tube | Transmission IR | Facteur clé |
|---|---|---|
Quartz | 85-90% | Faible teneur en OH |
Verre | 20-40% | Liaisons Na, Ca |
Pourquoi l'homogénéité de l'indice de réfraction est-elle importante pour l'optique de précision ?
Les tubes en quartz ont une uniformité d'indice de ±0,0001, ce qui garantit une distorsion minimale. Les tubes en verre varient davantage, ce qui peut réduire la clarté de l'image.
Les ingénieurs choisissent le quartz pour les systèmes laser et d'imagerie nécessitant une grande précision.
Les tubes en quartz sont-ils plus durables que les tubes en verre dans les environnements difficiles ?
Les tubes en quartz résistent à la corrosion et aux changements rapides de température. Les tubes en verre se cassent plus facilement sous la contrainte.
Le quartz convient aux environnements industriels et chimiques.
Le verre est destiné à des usages généraux.
