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  Optische Materialien / Germanium (Ge)
Germanium (Ge)
Germanium (Ge)

Germanium ist ein sehr vielseitiges Material, das normalerweise in „bildgebenden“ Systemen und Instrumenten genutzt wird – im Spektralbereich von 2 – 12 µm. Es wird sowohl als Substrat für Linsen, Fenster und Auskoppler für CW-Laser mit geringer Leistung genutzt, als auch für gepulste TEA CO2-Laser. Die am wenigsten absorbierenden Ge-Optiken sind begrenzt auf eine Leistung von 50 – 100 Watt. Oberhalb dieser transmittierten Leistung treten aufgrund sich verstärkender Absorption, thermisch optische Effekte auf, die unter Umständen zur Zerstörung führen können. Diese Probleme werden durch ausreichende Kühlung der Optik und durch sorgfältige Reinigung von verschmutzten Optik-Oberflächen minimiert.

Ge ist nicht feuchtigkeitsbindend und nicht giftig, hat eine gute thermische Leitfähigkeit, eine exzellente Oberflächenhärte und ist stark beanspruchbar. II-VI überwacht sorgfältig die Absorption bei 10.6 µm für Nutzung im Laser um auszuschließen, dass innerhalb der o.g. Leistungsbereiche thermisch optische Effekte auftreten.

Eine ideale Laser-Anwendung für Ge ist ein > 99% Rückreflektor für einen CO2-Laser mit eingebauten Leistungsmessern, mit einer hochreflektierenden, gering absorbierenden dielektrischen Beschichtung auf der einen und einer AR-Beschichtung auf der anderen Seite. Der Laser arbeitet durch das Feedback von der hochreflektierenden Seite aber es bleibt genug Leistung übrig zum überwachen durch einen Leistungsmesser. II-VI liefert diese Optiken für unterschiedliche kommerzielle Laser-Anwendungen.

Germanium (Ge) Transmission Graph

Germanium (Ge) Transmission Graph

Material Properties
Optical Properties
Bulk Absorption Coefficient @ 10.6µm
< =0.03 /cm
Temperature Change of Refractive Index @ 10.6µm
408 x 10-6/°C
Thermal Properties
Thermal Conductivity @ 20° C
0.59 W/cm/°C
Specific Heat
0.31 J/g/°C
Linear Expansion Coefficient @ 20° C
5.7 x 10-6/°C
Mechanical Properties
Young’s Modulus
100 GPa (14.0 x 106 psi)
Rupture Modulus
93 MPa (13,500 psi)
Knoop Hardness
692 kg/mm2
Density
5.32 g/cm3
Poisson’s Ratio
0.27
Wavelength
(µm)
Index
Wavelength
(µm)
Index
Wavelength
(µm)
Index
Wavelength
(µm)
Index
2.2
4.0879
5.0
4.0160
7.8
4.0061
10.6
4.0028
2.4
4.0732
5.2
4.0149
8.0
4.0057
10.8
4.0026
2.6
4.0599
5.4
4.0139
8.2
4.0053
11.0
4.0025
2.8
4.0523
5.6
4.0128
8.4
4.0049
11.2
4.0024
3.0
4.0451
5.8
4.0118
8.6
4.0044
11.4
4.0023
3.2
4.0399
6.0
4.0107
8.8
4.0042
11.6
4.0023
3.4
4.0311
6.2
4.0097
9.0
4.0040
11.8
4.0022
3.6
4.0289
6.4
4.0092
9.2
4.0038
12.0
4.0021
3.8
4.0267
6.6
4.0087
9.4
4.0036
12.2
4.0020
4.0
4.0245
6.8
4.0083
9.6
4.0034
12.4
4.0020
4.2
4.0223
7.0
4.0079
9.8
4.0033
12.6
4.0019
4.4
4.0205
7.2
4.0074
10.0
4.0031
12.8
4.0019
4.6
4.0189
7.4
4.0070
10.2
4.0030
13.0
4.0018
4.8
4.0172
7.6
4.0066
10.4
4.0029
   
 
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