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  Matériaux optiques / Germanium (Ge)
Germanium (Ge)
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Germanium (Ge)Germanium (Ge)

Le germanium est un matériau infrarouge polyvalent couramment utilisé dans les instruments et les systèmes d'imagerie, et de bonne transmission dans une bande spectrale comprise entre 2 et 12 microns. Il est utilisé en tant que substrat pour les lentilles, les fenêtres optiques et les coupleurs de sortie pour les lasers à CO2 continus de basse puissance ou impulsionnels. Même lorsque l’absorption du matériau est minimale, les optiques en Ge sont limitées à une gamme de puissance comprise entre 50 et 100 watts au-delà desquels on constate un effet de lentille thermique ou de dérive thermique. Ce phénomène peut être en partie enrayé par une dissipation thermique adaptée de l'optique et un nettoyage soigneux des surfaces optiques contaminées, le cas échéant.

Le germanium est un matériau qui n’est ni hygroscopique ni toxique, et qui présente de plus une bonne conductivité thermique, une excellente dureté de surface et une bonne résistance mécanique. II-VI veille soigneusement à l'absorption à 10,6 µm de ses substrats en Ge, afin de prévenir tout risque de dérive thermique ou de rupture.

Parmi les applications laser pour lesquelles le Ge est idéal, on peut citer les miroirs de fond de cavité réfléchissants à plus de 99% pour laser CO2, avec wattmètres intégrés. Un traitement diélectrique ultra-réfléchissant et à faible absorption est déposé sur l'une des faces, tandis qu'un traitement AR se trouve sur l'autre. Le laser fonctionne grâce à la réflexion de la face mirroir, mais la lumière qui traverse le substrat est suffisante pour mesurer la puissance du laser avec un wattmètre. II-VI fournit ce type d’optiques de nombreuses applications laser commerciales.

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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