Zerodur 或 ULE 玻璃:哪个是精密光学仪器的首选?

在现代精密光学领域,选择低热膨胀材料尤为重要,例如大型光学望远镜的镜片和激光陀螺仪的光学元件。Zerodur 或 ULE 玻璃都以极低的热膨胀系数而闻名。那么,如何选择哪种材料作为项目的首选材料呢?今天,我将从多个维度对它们进行比较,帮助您更清晰地选择合适的材料。

Zerodur 或 ULE 玻璃
5 轴加工 Zerodur

材料背景

Zerodur
Zerodur 玻璃是由以下公司开发的一种材料 肖特 它的材料均匀度高,可提供 6 种不同的热膨胀等级。它支持高精度加工,应用范围广泛。

ULE 玻璃
ULE(超低膨胀)玻璃系列由以下公司开发 康宁.其热膨胀系数甚至低于 Zerodur,最高工作温度可达 800℃。同时,ULE 密度极低,非常适合轻量化设计。

热性能比较

特质ZerodurULE 玻璃
热膨胀系数 (CTE)0 ± 0.02×10-⁶/K(0 级)0.00 ± 0.03×10-⁶/°C
最高工作温度600°C800°C
导热性1.46 W/(m-K)1.31 W/(m-K)
分析  
Zerodur 的 CTE 在特定温度下接近绝对零度,但 ULE 的 CTE 范围更广,热稳定性更好。ULE 的高温耐受性适用于半导体光刻(如 EUV)等恶劣环境。

机械和光学特性

参数ZerodurULE 玻璃
密度2.53 克/立方厘米2.21 克/立方厘米
光学均匀性±5 × 10-⁷±1 × 10-⁶
弯曲强度~40 兆帕~30 兆帕
分析  
就材料密度而言,ULE 比 Zerodur(13%)更轻,更适合减重应用(如太空有效载荷)。就弯曲强度而言,Zerodur 在精密加工方面具有更好的公差。
在光学均匀性方面,Zerodur 的光学均匀性明显优于 ULE,适合激光干涉仪等对波前畸变敏感的应用。

应用

ZerodurULE 玻璃
激光陀螺仪反射镜、支架和组件天文光学镜
干涉仪、光学工作台和长度测量系统光刻机辐射镜
光谱仪光学元件太空望远镜镜面空白
光纤元件和支架原子钟谐振器
用于空间探测器(如彗星探测器)的光学元件精密光学平台
大型地面望远镜主镜激光测距仪组件

光学玻璃材料制造商

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