用于航空航天和天文学的熔融石英

自1969年开创性的登月以来,贺利氏的材料一直被用于探索宇宙。贺利氏的技术为天文学家提供了研究宇宙的新方法,包括绘制银河系地图、确定十亿颗恒星的位置以及探索暗宇宙和寻找黑洞。此外,贺利氏材料还有助于测量从深空到达我们星球的引力波,甚至证明地球是如何真正 "滴答作响 "的。

Illustration of the space with stars

航空航天

航空航天领域的许多应用都需要使用高端材料。它们应能承受恶劣的环境,需要抗冲击、重量轻,更重要的是要可靠、使用寿命长。

许多飞机和航天器都配备了大量传感器,这些传感器利用光学技术探测、跟踪或识别无数的情况。一般来说,许多设备都是地面实验室设备的小型远程版本。其中许多应用包括遥感技术,需要使用熔融石英制成的辐射硬扩散器。

传感器可能需要一个允许紫外线到近红外辐射通过简单的透明窗口,或者需要某些光学元件(如透镜或棱镜)。因此,了解哪种等级的熔融石英能为特定波长区域提供什么样的传输性能非常重要。然而,不仅透过率绝对值非常重要,而根据气泡或杂质的不同尺寸和密度来预计透过率变化可能也会引起大家的兴趣。判断光学元件的有效通光口径中是否存在任何散光性缺陷或遮蔽非常重要。

太空中的彗星,背景是太阳

由于传感器分布在空中(或太空),所以技术人员要在飞行期间进行维护非常困难或不切实际。因此,采用至少可维持飞行期间工作条件的材料至关重要。对于太空应用,这可能需要几年或十多年的时间。尤其是在太空中,材料必须能够承受一定剂量的电离辐射,而性能不会出现明显的老化或退化。了解高强度光和辐射对熔融石英的破坏程度,对选择合适的材料非常有价值。

天文学

涉及天体(如星系、恒星、行星、卫星、小行星和彗星)和过程(如超新星、爆炸、伽马射线暴和宇宙微波背景辐射)的观测和研究。科学家们利用地球上和卫星搭载的设备进行研究。

众所周知,天文研究常用工具之一是望远镜。根据工作波长的不同,它们使用反射式光学元件(反射镜)或透射式光学元件(透镜/分光镜)。望远镜中的一些关键部件由熔融石英制成。尤其是当望远镜的工作波长从可见光波段延伸到近红外波段时。

望远镜越大,分辨率越佳。因此,望远镜阵列也被建造了起来。这意味着,相距数米或数公里的单个望远镜可以协同工作,生成高分辨率图像。在这种情况下,同步生成图像非常重要。这通常是通过使用光纤通信来实现的。

科学家们不仅使用望远镜进行研究,还使用特殊的探测器来探测源自太空的粒子或现象。另一个例子是通过非常精确的干涉测量法测量引力波的引力观测站。

智利山上的大型望远镜,内部拍摄
VISTA望远镜(图片来源:G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/ESO)

用于太空的贺利氏产品

MOON、GAIA、EUCLID 等项目让人们了解到贺利氏在未来太空探索中所扮演的角色。下面是一些项目的详细介绍。