Ako si vybrať šošovku z taveného oxidu kremičitého pre laserové systémy 355nm, 532nm a 1064nm

Výber správnej šošovky z taveného oxidu kremičitého pre laserový systém vyžaduje viac než len zodpovedajúci priemer a ohniskovú vzdialenosť. Od 355nm UV po 532nm zelené a 1064nm blízke-IR lasery, rozdiely v kvalite materiálu, AR povlaku, laserom{5}}prahu poškodenia (LIDT) a kvalite povrchu môžu priamo ovplyvniť optický výkon a spoľahlivosť. Táto príručka vysvetľuje kľúčové špecifikácie, ktoré by mali inžinieri a kupujúci OEM zvážiť pri výbere alebo prispôsobení šošoviek z taveného oxidu kremičitého pre rôzne vlnové dĺžky lasera a prevádzkové podmienky.

Výber spoľahlivéhošošovka z taveného oxidu kremičitéhopre laserové systémy nikdy nie je len o zhode hodnôt priemeru a ohniskovej vzdialenosti. Mnoho kupujúcich a inžinierov to prehliada355nm UV laserové šošovky, 532nm zelené laserové šošovky, a1064nm infračervené laserové šošovkyvyžadujú úplne prispôsobené druhy materiálov, anti{0}}reflexné vrstvy a štandardy kvality povrchu na poskytovanie stabilného výkonu lasera.

Vo vysoko{0}}výkonových a pulzných laserových nastaveniach môžu technické ukazovatele, ako naprLaser-prah poškodenia (LIDT)Skutočná veľkosť lúča, trvanie impulzu a trvanlivosť povlaku priamo určujú životnosť šošovky a konzistenciu spracovania. Pre výrobcov laserových OEM, systémových integrátorov a optických inžinierov je najspoľahlivejší princíp výberu jednoduchý:prispôsobte všetky špecifikácie šošoviek z taveného oxidu kremičitého vašim skutočným pracovným podmienkam lasera, nielen mechanickým rozmerom.

Tento praktický sprievodca nákupom rozoberá kritické kritériá pre špecifikáciuLaserové šošovky z taveného oxidu kremičitého 355nm, 532nm a 1064nm, zahŕňajúce triedenie substrátu, výber špecifických povrchových úprav AR{0}} pre vlnovú dĺžku, hodnotenie LIDT, štandardy povrchovej úpravy, typy geometrie šošoviek a úplný zoznam parametrov požadovaných na presnú cenovú ponuku vlastných šošoviek.

Globálne obstarávanie optiky často zamieňa pojmy akokremenná šošovka, šošovka z taveného kremeňa, šošovka z taveného oxidu kremičitého a šošovka z taveného oxidu kremičitého UV. Aj keď tieto mená znejú podobne, súnezameniteľné pre presné laserové aplikácie. Uvádzanie iba „kremenných šošoviek“ vo vašom RFQ ľahko povedie k nezodpovedajúcej kvalite substrátu a neuspokojivej laserovej odolnosti.

Laserový-tavený oxid kremičitýsa stal hlavným substrátom pre priemyselnú laserovú optiku vďaka svojmu širokému spektrálnemu rozsahu prenosu, ultra-nízkemu koeficientu tepelnej rozťažnosti a vynikajúcej tepelnej stabilite. Funguje konzistentne v celom UV, viditeľnom a blízkom -infračervenom laserovom pásme, vďaka čomu je ideálny pre priemyselné laserové spracovanie s dlhým-cyklom.

Konkrétne pre355nm UV laserové aplikácie, tavený oxid kremičitý v kvalite UV-je povinné. Absorpcia nečistôt a nízka čistota materiálu výrazne zníži priepustnosť UV žiarenia, spôsobí postupnú degradáciu šošovky a ohrozí presnosť UV mikroobrábania, spracovania polovodičov a UV laserového značenia.

Základné pravidlo obstarávania laserových šošoviek:vždy špecifikujte vlnovú dĺžku lasera a pracovné parametre namiesto všeobecných požiadaviek na „kremenné šošovky“., takže výrobcovia si môžu vybrať správnu kvalitu taveného oxidu kremičitého pre vašu aplikáciu.

Identický priemer objektívu a ohnisková vzdialenosť neznamenajú univerzálnu kompatibilitu. Každá vlnová dĺžka lasera vyžaduje exkluzívne substrátové štandardy, návrhy AR povlakov, tolerancie kvality povrchu a úrovne LIDT, aby odolali poškodeniu laserom a zachovali stabilnú kvalitu lúča.

Pre laserové zariadenia s jednou vlnovou dĺžkou{0}vlnové dĺžky-špecifické laserové{1}}vrstvy ARvždy prekonávajú bežné širokopásmové nátery, poskytujú nižšiu odrazivosť povrchu, vyššie využitie svetla a lepšiu tepelnú stabilitu pri dlhotrvajúcej{0}}operácii lasera.

Výkon povlaku pre scenáre s vysokým{0}}laserom sa však nemôže spoliehať iba na spektrálne údaje. Vzorec náteru, proces vákuového nanášania, úroveň predčistenia substrátu-a skutočné podmienky laserového pulzu, to všetko určuje konečný výsledokodolnosť proti poškodeniu laseroma celková životnosť objektívu.

355nm laserové systémy kladú náročné požiadavky na optické komponenty, pretože UV výkon môže byť citlivý na čistotu substrátu, stav povrchu, kontamináciu a kvalitu povlaku.

Pri špecifikovaní a355nm šošovka z taveného oxidu kremičitého, zvážte nasledujúce faktory.

1. Vyberte vhodný UV-tavený oxid kremičitý

Kremeň s UV -kvalitným tavením sa bežne používa pre 355nm laserovú optiku, pretože má priaznivé UV žiarenie a tepelné vlastnosti.

Namiesto jednoduchého špecifikovania „taveného oxidu kremičitého“ potvrďte požadovanú kvalitu materiálu u výrobcu optiky, najmä pre presné UV systémy alebo aplikácie s náročnými požiadavkami na priepustnosť a{0}}odolnosť voči poškodeniu.

2. Špecifikujte 355nm AR Coating

Každý nepotiahnutý optický povrch prináša straty spôsobené odrazom. V laserovom systéme môžu tieto straty znížiť optickú účinnosť a môžu tiež prispieť k nežiaducim odrazom a rozptýlenému svetlu.

Pre systém, ktorý pracuje špecificky pri 355 nm, je možné špecifikovať laserovú-vrstvu AR optimalizovanú okolo 355 nm, aby sa znížil povrchový odraz.

Pri požiadavke na náter je užitočné definovať nielen stredovú vlnovú dĺžku, ale aj požadovaný uhol dopadu a prevádzkové prostredie, ak sa líšia od štandardných podmienok.

3. Vyhodnoťte LIDT pomocou skutočných podmienok lasera

Pre pulzné UV lasery môže byť LIDT dôležitým faktorom pri určovaní, či je optika vhodná pre danú aplikáciu.

Uvedená hodnota v J/cm² by sa nikdy nemala porovnávať bez zohľadnenia súvisiacich testovacích podmienok.

Medzi relevantné parametre patria:

• Vlnová dĺžka
• Trvanie impulzu
• Energia pulzu
• Frekvencia opakovania
• Priemer lúča
• Profil nosníka
• Testovacia metóda

Napríklad hodnotu LIDT nameranú pri nanosekundových impulzoch nemožno automaticky použiť na predpovedanie výkonu v podmienkach pikosekundy alebo femtosekundy.

Pri požiadavke na vlastnú 355nm laserovú šošovku uveďte skutočné parametre lasera vždy, keď je to možné.

4. Vyberte kvalitu povrchu podľa aplikácie

Špecifikácie škrabania-ako napr40-20, 20-10 a 10-5opísať prípustné kozmetické chyby na optickom povrchu.

Prísnejšia špecifikácia nie je automaticky lepšia pre každý laserový systém.

Pre mnohé presné laserové aplikácie možno za východiskový bod považovať 20-10, zatiaľ čo požiadavky 10-5 alebo prísnejšie môžu byť špecifikované pre optické systémy, ktoré sú obzvlášť citlivé na rozptyl alebo povrchové defekty.

Príslušná špecifikácia závisí od podmienok lasera, optickej konštrukcie a požiadaviek na výkon systému.

Nad{0}}špecifikácia kvality povrchu môže zvýšiť výrobné náklady bez toho, aby došlo k zmysluplnému zlepšeniu konečného systému.

532nm lasery sa bežne generujú zdvojnásobením frekvencie a používajú sa v aplikáciách od optických prístrojov až po presné laserové spracovanie.

Jednou z bežných chýb pri obstarávaní je predpoklad, že dve 532nm šošovky s rovnakým priemerom a ohniskovou vzdialenosťou budú fungovať rovnako.

Možno nie.

Napríklad jedna šošovka môže používať všeobecný širokopásmový AR povlak určený pre strednú optickú silu, zatiaľ čo iná môže používať povlak špeciálne navrhnutý a kvalifikovaný pre pulznú 532nm laserovú aplikáciu.

Pred výberom a532nm laserová šošovka z taveného oxidu kremičitého, potvrďte:

• CW alebo pulzná prevádzka
• Priemerný výkon
• Energia pulzu
• Trvanie impulzu
• Frekvencia opakovania
• Priemer lúča na šošovke
• Požadovaná ohnisková vzdialenosť
• Špecifikácia povlaku AR
• Kvalita povrchu
• Požiadavka LIDT, ak existuje

Tieto parametre umožňujú, aby sa špecifikácie šošoviek a povlaku hodnotili podľa skutočného prevádzkového prostredia namiesto samotnej vlnovej dĺžky.

1064nm sa široko používa v Nd:YAG a súvisiacich laserových systémoch na značenie, spracovanie materiálu, výskum, zaostrovanie a aplikácie-doručovania lúčov.

Pre systémy s vyšším{0}}výkonom môže byť absorpcia povlaku, kontaminácia, povrchové defekty a kvalita čela vlny čoraz dôležitejšie.

1. Vyberte povlak AR optimalizovaný pre 1064nm

Ak optický systém funguje len okolo 1064 nm, na minimalizáciu strát odrazom možno použiť laserový-čiarový AR povlak optimalizovaný pre túto vlnovú dĺžku.

Pre systémy pracujúce na viacerých vlnových dĺžkach, ako sú základné a harmonické vlnové dĺžky, môže byť vhodnejší širokopásmový alebo viacpásmový{0}pásmový povlak.

Povlak by sa preto mal vyberať podľa celého optického systému, a nie jednoducho vyberať povlak s najnižšou nominálnou odrazivosťou pri jednej vlnovej dĺžke.

2. Prispôsobte požiadavky LIDT laseru

CW laser a nanosekundový, pikosekundový alebo femtosekundový pulzný laser by sa nemali hodnotiť pomocou rovnakého zjednodušeného kritéria poškodenia.

Pri pulzných systémoch uveďte energiu pulzu, trvanie pulzu, frekvenciu opakovania a veľkosť lúča. Pre CW systémy uveďte prevádzkový výkon a charakteristiky lúča.

Tieto informácie pomáhajú výrobcovi optiky určiť, či substrát, proces leštenia a dizajn povlaku sú vhodné pre zamýšľané laserové podmienky.

3. Zvážte tolerancie čela vlny a rozmerov

V systémoch zaostrovania a{0}}dodania lúča môže optický výkon závisieť aj od špecifikácií, ako sú:

• Povrchová postava
• Prenášaná vlnoplocha
• Centrovanie
• Jasná clona
• Tolerancia priemeru
• Hrúbka stredu
• Efektívna ohnisková vzdialenosť (EFL)
• Zadná ohnisková vzdialenosť (BFL)

Požadované tolerancie by mali byť určené optickou konštrukciou.

Zadanie extrémne tesných tolerancií bez požiadavky na systém-môže výrazne zvýšiť náročnosť výroby a náklady.

Materiál a povrchová úprava sú len časťou špecifikácie objektívu. Geometria objektívu ovplyvňuje aj sférickú aberáciu a výkon zaostrovania.

Plano{0}}Konvexná šošovka

Plano{0}}konvexné šošovky sa bežne používajú na laserové zaostrovanie a kolimáciu, najmä ak sú konjugované vzdialenosti výrazne nerovnaké.

Pre mnoho jednoduchých laserových zaostrovacích aplikácií poskytujú praktickú rovnováhu medzi optickým výkonom, vyrobiteľnosťou a cenou.

Dôležitá je aj orientácia objektívu. V typickej konfigurácii zaostrovania s kolimovaným vstupným lúčom je zakrivený povrch všeobecne orientovaný smerom ku kolimovanému lúču, aby sa znížila sférická aberácia.

Bi-konvexná šošovka

Bi-vypuklé šošovky môžu byť vhodné, ak sú vzdialenosti objektu a obrazu vyváženejšie.

V závislosti od optickej konfigurácie môžu poskytovať lepší výkon pri aberácii ako plan{0}}konvexné šošovky za relatívne symetrických konjugovaných podmienok.

Keď jednoduchá sférická šošovka nestačí

Pre aplikácie vyžadujúce veľmi malé zaostrené body, vysokú numerickú apertúru alebo prísnejšiu kontrolu aberácie možno zvážiť iné riešenia, vrátane:

Asférické šošovky

Meniskové šošovky

Viac{0}}prvkové zaostrovacie zostavy

Laserová optika-navrhnutá na mieru

Najlepšia geometria závisí skôr od celého optického systému než od samotnej vlnovej dĺžky.

Zvážte UV laserový systém vyžadujúci vlastnú zaostrovaciu šošovku.

Predbežná špecifikácia môže vyzerať takto:

Toto by sa malo považovať zavzorová špecifikácia a nie univerzálne odporúčanie.

Konečný druh substrátu, povrchové tolerancie, nátery a požiadavky LIDT by mali byť potvrdené podľa skutočného laserového a optického dizajnu.

Pre zákazkovú výrobu je výhodné poskytnúť kompletný optický výkres vždy, keď je k dispozícii.

Chyba 1: Špecifikácia iba „Quartz Lens“

"Quartz" je príliš široký pre presný laserový RFQ.

Namiesto toho uveďte prevádzkovú vlnovú dĺžku a požadovaný optický výkon, aby bolo možné potvrdiť presný substrát.

Chyba 2: Výber objektívu len podľa priemeru a ohniskovej vzdialenosti

Dve šošovky s rovnakými rozmermi môžu mať rôzne druhy substrátu, povlaky, kvalitu povrchu, výkon čela vlny a charakteristiky poškodenia laserom.

Mechanická kompatibilita nezaručuje optickú kompatibilitu.

Chyba 3: Porovnanie čísel LIDT bez testovacích podmienok

Väčšie číslo J/cm² automaticky neznamená, že jedna optika je lepšia ako druhá.

Hodnoty LIDT by sa mali porovnávať len vtedy, keď sú pochopené príslušné skúšobné podmienky, najmä vlnová dĺžka a trvanie impulzu.

Chyba 4: Určenie najprísnejšej dostupnej tolerancie

Kvalita povrchu 10-5, extrémne úzka tolerancia ohniskovej vzdialenosti alebo veľmi prísne požiadavky na vlnoplochu môžu znieť atraktívne, ale nie sú potrebné pre každý laserový systém.

Špecifikácia by mala vyriešiť optický problém bez zavádzania zbytočných výrobných nákladov.

Poskytnutie úplných prevádzkových informácií vo fáze RFQ môže výrazne obmedziť komunikáciu tam{0}}a{1}} a pomôcť výrobcovi presnejšie posúdiť objektív.

Pre vlastnú laserovú šošovku z taveného oxidu kremičitého uveďte čo najviac z nasledujúcich parametrov:

Vlnová dĺžka lasera:355nm, 532nm, 1064nm alebo iná vlnová dĺžka

Prevádzkový režim lasera:CW alebo pulzné

Priemerný výkon alebo energia impulzu

Trvanie impulzu:nanosekundu, pikosekundu alebo femtosekundu

Frekvencia opakovania

Priemer lúča na šošovke

Priemer objektívu a čistá clona

Efektívna ohnisková vzdialenosť / zadná ohnisková vzdialenosť

Požiadavka AR povlaku

Kvalita povrchu a tvar povrchu

Požiadavka LIDT, ak je špecifikovaná v návrhu systému

Optický výkres alebo existujúca špecifikácia objektívu, ak je k dispozícii

Ak niektoré parametre ešte nie sú určené, uveďte informácie o zdroji lasera a zamýšľanej aplikácii. To môže pomôcť výrobcovi optiky identifikovať, ktoré špecifikácie je ešte potrebné definovať.

Môžu byť šošovky z taveného oxidu kremičitého použité pre 355nm lasery?

áno. Tavený oxid kremičitý s UV-triedou sa bežne používa pre 355nm laserovú optiku, pretože má priaznivé UV žiarenie a tepelné vlastnosti. Presný druh substrátu, náter a špecifikácia povrchu by sa mali stále vyberať podľa prevádzkových podmienok lasera.

Je možné použiť rovnakú šošovku z taveného oxidu kremičitého pri 532 nm a 1 064 nm?

Substrát môže byť schopný prenášať obe vlnové dĺžky, ale to neznamená, že kompletná šošovka je optimalizovaná pre obe.

Obzvlášť dôležitý je povlak AR. Povlak navrhnutý špeciálne pre 532nm nemusí poskytovať požadovaný odrazový výkon pri 1064nm a naopak.

Ak jeden optický systém musí fungovať pri oboch vlnových dĺžkach, malo by sa to špecifikovať pri navrhovaní povlaku.

Je kremenná šošovka rovnaká ako šošovka z taveného oxidu kremičitého?

Termíny sa niekedy používajú voľne pri komerčnom získavaní zdrojov, ale nemali by sa automaticky považovať za identické špecifikácie materiálu.

Pri laserových aplikáciách je lepšie špecifikovať presnú kvalitu taveného oxidu kremičitého, než objednávať optiku s použitím iba všeobecného termínu „kremenná šošovka“.

Čo určuje LIDT laserovej šošovky?

Výkon poškodenia laserom môže byť ovplyvnený viacerými faktormi, vrátane vlnovej dĺžky, trvania impulzu, veľkosti lúča, kvality substrátu, kvality leštenia, náterových materiálov, procesu náteru, čistoty povrchu a kontaminácie.

Z tohto dôvodu by sa hodnota LIDT mala vždy posudzovať spolu s jej testovacími podmienkami.

Aký AR povlak by sa mal použiť pre 1064nm laserovú šošovku?

Pre systém pracujúci špecificky pri 1064nm je často vhodný laserový-line AR povlak optimalizovaný pre 1064nm.

Ak optický systém pracuje v širšom spektrálnom rozsahu alebo na viacerých vlnových dĺžkach, môže byť namiesto toho potrebný širokopásmový alebo viacpásmový{0}}poťah.

Vyrábame šošovky z taveného oxidu kremičitého pre UV, viditeľné a blízke -infračervené laserové aplikácie vrátane optiky pre355nm, 532nm a 1064nm laserové systémy.

Dostupné prispôsobenia môžu zahŕňať priemer šošovky, ohniskovú vzdialenosť, kvalitu povrchu, tvar povrchu, rozmerové tolerancie a povlaky AR špecifické pre vlnovú dĺžku-v závislosti od optického dizajnu a požiadaviek aplikácie.

Pri laserových aplikáciách odporúčame vyhodnotiť špecifikáciu šošovky na základe skutočných prevádzkových podmienok, a nie samotnej vlnovej dĺžky alebo rozmerov.

Potrebujete pre svoj laserový systém vlastnú šošovku z taveného kremíka?

Pošlite nám svoje:

Vlnová dĺžka · CW/pulzný režim · Výkon alebo energia impulzu · Trvanie impulzu · Frekvencia opakovania · Priemer lúča · Rozmery šošovky · Ohnisková vzdialenosť · Požiadavka na povrchovú úpravu · Optická kresba

Môžeme skontrolovať požiadavky a poskytnúť vlastnú cenovú ponuku šošoviek na základe vašej aplikácie.

Pošlite svoje parametre lasera →

Vyžiadajte si cenovú ponuku na vlastný objektív →