5 cristales de fluoruro clave en óptica y láser

Los cristales de fluoruro poseen varias características clave que los hacen tan importantes para su uso en óptica y láseres: alta transparencia dentro de la gama IR, baja dispersión y propiedades como la dureza a la radiación o el centelleo. Estas propiedades favorables ofrecen numerosas aplicaciones en la generación de láseres, la comunicación óptica, la espectroscopia y la imagen térmica. Analizaremos cinco cristales de fluoruro cruciales que se han convertido en indispensables en estos campos y cada uno de ellos ofrece ventajas dependiendo de la aplicación concreta.

1. Fluoruro de calcio (CaF₂)

De todos los cristales de fluoruro utilizados en óptica y sistemas láser, el fluoruro de calcio es probablemente el más versátil y utilizado. Su amplio rango de transparencia, que abarca desde el UV hasta el IR, recomienda el fluoruro de calcio para una gran variedad de componentes ópticos.

El CaF₂ se utiliza mucho en ventanas pulidas, lentes, prismas y piezas ópticas en bruto. Con una densidad de 3,18 g/cm³, presenta una transparencia muy buena entre 0,13 y 9 μm, bien en las regiones UV e IR. Este cristal es transparente e incoloro y resistente al choque térmico y a los daños por radiación, por lo que encuentra amplias aplicaciones en sistemas láser de alta potencia. El CaF₂ encuentra amplias aplicaciones en espectroscopia ultravioleta, sistemas láser de alta potencia y componentes ópticos infrarrojos donde las propiedades de baja absorción minimizan la pérdida de señal.

2. Fluoruro de magnesio (MgF₂)

Elfluoruro de magnesio es uno de los materiales más valorados dentro de los revestimientos ópticos debido a su extraordinaria transparencia tanto en el espectro UV como en el visible; tiene usos clave en aplicaciones antirreflejo y en sistemas láser UV.

El MgF₂ está disponible en películas finas, revestimientos ópticos y forma cristalina. Tiene una densidad de 3,18 g/cm³ y ofrece una transparencia de 0,12 a 7,5 μm, lo que lo hace ideal para aplicaciones de luz ultravioleta y visible. El material tiene un aspecto ligeramente amarillento y está disponible en monocristales o láminas delgadas. Con una pureza elevada de ≥99,99%, el fluoruro de magnesio garantiza un rendimiento óptico de primera calidad para las aplicaciones más exigentes relacionadas con lentes, ventanas e instrumentación científica. Entre sus propiedades se incluye la resistencia a la humedad y a los daños por radiación, todo lo cual lo hace aún más adecuado para sistemas ópticos de alto rendimiento.

3. Fluoruro de litio (LiF)

Elfluoruro de litio presenta una gama de transmisión muy amplia, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo medio; es especialmente apreciado por su gran claridad óptica y su resistencia al láser en muchas aplicaciones.

La mayor parte del material de fluoruro de litio se corta en ventanas, prismas y placas. La densidad del material es de 2,64 g/cm³. Es transparente de 0,12 a 8,5 μm, incluidas las regiones UV e IR. El cristal es incoloro y transparente, lo que garantiza una excelente claridad de la óptica. El LiF puede encontrarse en diversas aplicaciones, como espectrómetros, detectores, láseres y ventanas de infrarrojos. El fluoruro de litio resiste bien la exposición a fotones de alta energía. Debido a su gran resistencia a los daños causados por el láser, junto con su estabilidad en condiciones ambientales difíciles, el fluoruro de litio desempeña un papel muy importante en la dosimetría de termoluminiscencia para dispositivos de medición de radiaciones.

4. Fluoruro de bario (BaF₂)

Elfluoruro de bario es indispensable en la física de altas energías y en el campo de la detección de radiaciones, donde su resistencia a condiciones extremas es muy importante. Su amplio rango de transparencia permite su uso tanto en aplicaciones UV como IR.

El fluoruro de bario está disponible en cristales, piezas ópticas en bruto y componentes a medida. Con una densidad de 4,89 g/cm³, el BaF₂ ofrece una transparencia de 0,15 a 14 μm, cubriendo una amplia gama infrarroja. Es un cristal incoloro y transparente, que suele suministrarse en forma de monocristal de gran pureza (>99,99%). El fluoruro de bario tiene un amplio uso en ventanas y lentes ópticas para sistemas ultravioletas e infrarrojos. Con una excelente resistencia a la radiación y al choque térmico, es útil para centelleadores y detectores en sistemas avanzados de imagen. Las aplicaciones del BaF₂ incluyen la investigación de la fusión láser y los amplificadores láser de alta potencia.

5. Fluoruro de estroncio (SrF₂)

El fluoruro de estroncio es útil en espectroscopia de alta resolución y sistemas láser en los que se requiere gran precisión y estabilidad en una amplia gama de transparencia. También encuentra aplicaciones esenciales en las fuentes de luz VUV.

El fluoruro de estroncio se suministra normalmente en forma de monocristales, ventanas y prismas. Tiene una densidad de 4,05 g/cm³. Su transparencia oscila entre 0,11 y 8,5 μm, incluidas las longitudes de onda UV e IR cercano. Es incoloro y transparente para una gran claridad óptica. El SrF₂ se utiliza en componentes ópticos para láseres, espectrómetros y espectroscopia de alta resolución, donde ofrece un rendimiento excelente. También se utiliza en componentes ópticos de precisión y fuentes de luz VUV debido a su buena transparencia en el rango VUV, por lo que se ha convertido en indispensable para la investigación avanzada.

Tabla resumen Principales cristales de fluoruro en óptica y láseres

Conclusión

Los cristales de fluoruros, como el fluoruro de calcio, el fluoruro de magnesio, el fluoruro de litio, el fluoruro de bario y el fluoruro de estroncio, son indispensables para la óptica y las tecnologías láser actuales. Con una combinación especial de transparencia óptica, resistencia a la radiación y estabilidad térmica, son importantes en el desarrollo de diversos sistemas avanzados tanto para la investigación como para aplicaciones industriales. Para más dispositivos ópticos, consulte Materiales Avanzados de Stanford (SAM).