Как да изберете леща от разтопен силициев диоксид за 355nm, 532nm и 1064nm лазерни системи

Изборът на правилната леща от разтопен силициев диоксид за лазерна система изисква нещо повече от съвпадение на диаметър и фокусно разстояние. От 355 nm UV до 532 nm зелени и 1064 nm близо-IR лазери, разликите в качеството на материала, AR покритието, лазер-предизвикания праг на повреда (LIDT) и качеството на повърхността могат пряко да повлияят на оптичните характеристики и надеждност. Това ръководство обяснява основните спецификации, които инженерите и купувачите на OEM трябва да имат предвид, когато избират или персонализират лещи от разтопен силициев диоксид за различни дължини на вълните на лазера и работни условия.

Избор на надежденлеща от разтопен силициев диоксидза лазерни системи никога не става дума само за съвпадение на стойностите на диаметъра и фокусното разстояние. Много купувачи и инженери пренебрегват това355nm UV лазерни лещи, 532nm зелени лазерни лещи, и1064nm инфрачервени лазерни лещиизискват напълно съобразени категории материали, анти{0}}отражателни покрития и стандарти за качество на повърхността, за да осигурят стабилна лазерна производителност.

При високо{0}}мощни и импулсни лазерни настройки технически индикатори катоЛазерно{0}}праг на увреждане (LIDT), действителният размер на лъча, продължителността на импулса и издръжливостта на покритието директно определят продължителността на живота на лещата и последователността на обработката. За OEM производители на лазери, системни интегратори и оптични инженери най-надеждният принцип за избор е прост:съпоставете всяка спецификация на леща от разтопен силициев диоксид към вашите реални условия на работа на лазера, а не само към механичните размери.

Това практическо ръководство за закупуване разбива критичните критерии за определяне355nm, 532nm и 1064nm лещи от разтопен силициев диоксид, обхващащ класифициране на субстрата, избор на-специфично AR покритие за дължина на вълната, оценка на LIDT, стандарти за повърхностно покритие, типове геометрия на лещи и пълния списък с параметри, необходими за точно цитиране на персонализирани лещи.

Глобалните оптични доставки често смесват термини катокварцова леща, лещи от стопен кварц, лещи от стопен силициев диоксид и UV лещи от стопен силициев диоксид. Въпреки че тези имена звучат подобно, те сане са взаимозаменяеми за прецизни лазерни приложения. Изброяването само на „кварцова леща“ във вашия RFQ лесно ще доведе до несъответстващо качество на субстрата и незадоволителна лазерна устойчивост.

Лазерно{0}}разтопен силициев диоксидсе превърна в основния субстрат за промишлена лазерна оптика благодарение на широкия си спектрален обхват на предаване, ултра-нисък коефициент на термично разширение и отлична термична стабилност. Работи последователно в UV, видими и близки-инфрачервени лазерни ленти, което го прави идеален за промишлена лазерна обработка с дълъг-цикл.

Конкретно за355n UV лазерни приложения, UV{0}}клас стопен силициев диоксиде задължително. Абсорбцията на примеси и лошата чистота на материала сериозно ще намалят UV пропускливостта, ще причинят постепенно разграждане на лещата и ще компрометират прецизността на UV микрообработката, обработката на полупроводници и UV лазерното маркиране.

Основно правило за доставка на лазерни лещи:винаги посочвайте дължината на вълната на вашия лазер и работните параметри вместо общите изисквания за "кварцови лещи"., така че производителите да могат да изберат правилния клас стопен силициев диоксид за вашето приложение.

Еднаквият диаметър на обектива и фокусното разстояние не означават универсална съвместимост. Всяка дължина на вълната на лазера изисква ексклузивни стандарти за субстрат, дизайн на AR покритие, толеранси на качеството на повърхността и нива на LIDT, за да се устои на повреда на лазера и да се поддържа стабилно качество на лъча.

За лазерно-оборудване с една дължина на вълната,дължини на вълната-специфични лазерни-линейни AR покритиявинаги превъзхождат обикновените широколентови покрития, осигурявайки по-ниска повърхностна отразяваща способност, по-високо оползотворяване на светлината и по-добра термична стабилност при дълго-продължителна лазерна работа.

Въпреки това ефективността на покритието за високо{0}}мощни лазерни сценарии не може да разчита единствено на спектрални данни. Формулата на покритието, процесът на вакуумно отлагане, нивото на предварително -почистване на субстрата и действителните условия на лазерния импулс определят крайнияустойчивост на лазерни повредии общ експлоатационен живот на обектива.

355n лазерните системи поставят високи изисквания към оптичните компоненти, тъй като UV производителността може да бъде чувствителна към чистотата на субстрата, състоянието на повърхността, замърсяването и качеството на покритието.

При посочване на a355nm леща от разтопен силициев диоксид, вземете предвид следните фактори.

1. Изберете подходящия UV-клас стопен силициев диоксид

UV{0}}разтопеният силициев диоксид обикновено се използва за 355nm лазерна оптика поради своето благоприятно UV предаване и топлинни свойства.

Вместо просто да указвате „разтопен силициев диоксид“, потвърдете необходимия клас на материала с оптичния производител, особено за прецизни UV системи или приложения с високи изисквания за предаване и -устойчивост на повреди.

2. Посочете 355nm AR покритие

Всяка оптична повърхност без покритие води до загуби от отражение. В една лазерна система тези загуби могат да намалят оптичната ефективност и могат също да допринесат за нежелани отражения и разсеяна светлина.

За система, работеща специално при 355 nm, може да се посочи лазерно{1}}линейно AR покритие, оптимизирано около 355 nm, за да се намали повърхностното отражение.

При заявка за покритие е полезно да се определи не само централната дължина на вълната, но и необходимия ъгъл на падане и работна среда, ако те се различават от стандартните условия.

3. Оценете LIDT, като използвате действителните лазерни условия

За импулсни UV лазери LIDT може да бъде важен фактор при определяне дали дадена оптика е подходяща за приложението.

Посочената стойност в J/cm² никога не трябва да се сравнява, без да се вземат предвид свързаните условия на изпитване.

Съответните параметри включват:

• Дължина на вълната
• Продължителност на импулса
• Импулсна енергия
• Скорост на повторение
• Диаметър на лъча
• Профил на лъча
• Метод на изпитване

Например стойност на LIDT, измерена при наносекундни импулси, не може автоматично да се използва за прогнозиране на производителността при пикосекундни или фемтосекундни условия.

Когато заявявате персонализиран 355nm лазерен обектив, предоставете действителните лазерни параметри, когато е възможно.

4. Изберете качество на повърхността според приложението

Спецификации за-изкопаване, като напр40-20, 20-10 и 10-5описват допустимите козметични дефекти на оптична повърхност.

По-строгите спецификации не са автоматично по-добри за всяка лазерна система.

За много прецизни лазерни приложения 20-10 може да се счита за отправна точка, докато 10-5 или по-строги изисквания могат да бъдат определени за оптични системи, които са особено чувствителни към разсейване или повърхностни дефекти.

Подходящата спецификация зависи от условията на лазера, оптичния дизайн и изискванията за производителност на системата.

Прекомерното{0}}определяне на качеството на повърхността може да увеличи производствените разходи, без да осигури значимо подобрение в крайната система.

532nm лазери обикновено се генерират чрез удвояване на честотата и се използват в приложения, вариращи от оптични инструменти до прецизна лазерна обработка.

Една често срещана грешка при доставката е приемането, че две 532nm лещи с еднакъв диаметър и фокусно разстояние ще работят еднакво.

Може и да не са.

Например, един обектив може да използва общо широколентово AR покритие, предназначено за умерена оптична мощност, докато друг може да използва покритие, специално проектирано и квалифицирано за импулсно 532nm лазерно приложение.

Преди да изберете a532nm лазерна леща от разтопен силициев диоксид, потвърдете:

• CW или импулсна работа
• Средна мощност
• Импулсна енергия
• Продължителност на импулса
• Скорост на повторение
• Диаметър на лъча при лещата
• Необходимо фокусно разстояние
• Спецификация на AR покритието
• Качество на повърхността
• Изискване за LIDT, ако е приложимо

Тези параметри позволяват спецификациите на лещата и покритието да бъдат оценени според действителната работна среда, вместо само дължината на вълната.

1064nm се използва широко в Nd:YAG и сродни лазерни системи за маркиране, обработка на материали, изследвания, фокусиране и-доставяне на лъч.

За системи с по-висока{0}}мощност абсорбцията на покритието, замърсяването, повърхностните дефекти и качеството на вълновия фронт могат да станат все по-важни.

1. Изберете AR покритие, оптимизирано за 1064 nm

Ако оптичната система работи само около 1064 nm, лазерно{1}}линейно AR покритие, оптимизирано за тази дължина на вълната, може да се използва за минимизиране на загубите от отражение.

За системи, работещи на множество дължини на вълните, като основни и хармонични дължини на вълните, широколентово или много{0}}лентово покритие може да е по-подходящо.

Поради това покритието трябва да бъде избрано според цялостната оптична система, а не просто да се избере покритието с най-нисък номинален коефициент на отражение при една дължина на вълната.

2. Съпоставете изискванията на LIDT с лазера

CW лазер и наносекунден, пикосекунден или фемтосекунден импулсен лазер не трябва да се оценяват, като се използва един и същ опростен критерий за увреждане.

За импулсни системи посочете импулсна енергия, продължителност на импулса, честота на повторение и размер на лъча. За CW системите осигурете работна мощност и характеристики на лъча.

Тази информация помага на оптичния производител да определи дали субстратът, процесът на полиране и дизайнът на покритието са подходящи за предвидените лазерни условия.

3. Помислете за фронта на вълната и толерансите на размерите

В системите за фокусиране и{0}}подаване на лъч, оптичната производителност може също да зависи от спецификации като:

• Повърхностна фигура
• Фронт на предаваната вълна
• Центриране
• Чиста бленда
• Толеранс на диаметъра
• Централна дебелина
• Ефективно фокусно разстояние (EFL)
• Задно фокусно разстояние (BFL)

Необходимите допуски трябва да се определят от оптичния дизайн.

Определянето на изключително строги толеранси без изискване-на системно ниво може значително да увеличи трудността и цената на производството.

Материалът и покритието са само част от спецификацията на обектива. Геометрията на обектива също влияе върху сферичната аберация и ефективността на фокусиране.

Плоско-изпъкнала леща

Плоско-изпъкналите лещи обикновено се използват за лазерно фокусиране и колимация, особено когато спрегнатите разстояния са силно неравни.

За много прости приложения за лазерно фокусиране те осигуряват практически баланс между оптична производителност, технологичност и цена.

Ориентацията на обектива също има значение. В типична конфигурация за фокусиране с колимиран входен лъч, извитата повърхност обикновено е ориентирана към колимирания лъч, за да се намали сферичната аберация.

Дву{0}}изпъкнала леща

Би-изпъкналите лещи могат да бъдат подходящи, когато разстоянията между обекта и изображението са по-балансирани.

В зависимост от оптичната конфигурация, те могат да осигурят по-добра производителност на аберация от плоско-изпъкнала леща при относително симетрични спрегнати условия.

Когато една проста сферична леща не е достатъчна

За приложения, изискващи много малки фокусирани точки, висока цифрова апертура или по-строг контрол на аберациите, могат да се обмислят други решения, включително:

Асферични лещи

Менискови лещи

Много{0}}елементни фокусиращи възли

Персонализирана лазерна оптика-

Най-добрата геометрия зависи от цялата оптична система, а не само от дължината на вълната.

Помислете за UV лазерна система, изискваща персонализирана фокусираща леща.

Предварителната спецификация може да изглежда така:

Това трябва да се третира катопримерна спецификация, а не универсална препоръка.

Крайният клас на субстрата, толерансите на повърхността, покритието и изискванията за LIDT трябва да бъдат потвърдени в съответствие с действителния лазерен и оптичен дизайн.

За производство по поръчка предоставянето на пълен оптичен чертеж е за предпочитане, когато има такъв.

Грешка 1: Посочване само на „Кварцова леща“

„Кварц“ е твърде широко за прецизен лазерен RFQ.

Вместо това осигурете работната дължина на вълната и необходимата оптична производителност, така че да може да се потвърди точният субстрат.

Грешка 2: Избор на обектив само по диаметър и фокусно разстояние

Две лещи с еднакви размери могат да имат различни степени на субстрата, покрития, качество на повърхността, характеристики на вълновия фронт и характеристики на лазерното увреждане.

Механичната съвместимост не гарантира оптична съвместимост.

Грешка 3: Сравняване на LIDT числа без тестови условия

По-голямото число J/cm² не означава автоматично, че една оптика е по-добра от друга.

Стойностите на LIDT трябва да се сравняват само когато се разберат съответните условия на изпитване, особено дължина на вълната и продължителност на импулса.

Грешка 4: Посочване на най-строгия възможен толеранс

Качество на повърхността 10-5, изключително строги толеранси на фокусното разстояние или много строги изисквания за вълновия фронт може да звучат привлекателно, но те не са необходими за всяка лазерна система.

Спецификацията трябва да реши оптичния проблем, без да въвежда ненужни производствени разходи.

Предоставянето на пълна оперативна информация на етапа на RFQ може значително да намали обратната--комуникация и да помогне на производителя да оцени по-точно обектива.

За персонализирана лазерна леща от разтопен силициев диоксид, осигурете възможно най-много от следните параметри:

Дължина на вълната на лазера:355nm, 532nm, 1064nm или друга дължина на вълната

Режим на работа на лазера:CW или импулсен

Средна мощност или импулсна енергия

Продължителност на импулса:наносекунда, пикосекунда или фемтосекунда

Скорост на повторение

Диаметър на лъча при лещата

Диаметър на обектива и чиста бленда

Ефективно фокусно разстояние / задно фокусно разстояние

Изискване за AR покритие

Качество на повърхността и фигура на повърхността

Изискване за LIDT, ако е посочено от проекта на системата

Оптичен чертеж или спецификация на съществуваща леща, ако има такава

Ако някои параметри все още не са определени, предоставете информация за лазерния източник и предвиденото приложение. Това може да помогне на оптичния производител да определи кои спецификации все още трябва да бъдат дефинирани.

Могат ли лещи от разтопен силициев диоксид да се използват за 355nm лазери?

да UV-разтопеният силициев диоксид обикновено се използва за 355nm лазерна оптика поради благоприятното си UV предаване и термични свойства. Точният клас на субстрата, покритието и спецификацията на повърхността трябва да бъдат избрани според условията на работа на лазера.

Може ли същата леща от разтопен силициев диоксид да се използва при 532nm и 1064nm?

Субстратът може да е в състояние да предава и двете дължини на вълната, но това не означава, че цялата леща е оптимизирана и за двете.

AR покритието е особено важно. Покритие, проектирано специално за 532 nm, може да не осигури необходимите характеристики на отражение при 1064 nm и обратно.

Ако една оптична система трябва да работи и при двете дължини на вълната, това трябва да се уточни при проектирането на покритието.

Еднаква ли е кварцовата леща като лещата от разтопен силициев диоксид?

Термините понякога се използват свободно при търговско снабдяване, но не трябва автоматично да се третират като спецификации на идентични материали.

За лазерни приложения е по-добре да посочите точния клас стопен силициев диоксид, вместо да поръчате оптика, като използвате само общия термин „кварцова леща“.

Какво определя LIDT на лазерна леща?

Ефективността на лазерното увреждане може да бъде повлияна от множество фактори, включително дължина на вълната, продължителност на импулса, размер на лъча, качество на субстрата, качество на полиране, материали за покритие, процес на нанасяне на покритие, чистота на повърхността и замърсяване.

Поради тази причина стойността на LIDT винаги трябва да се разглежда заедно с условията за изпитване.

Какво AR покритие трябва да се използва за 1064nm лазерна леща?

За система, работеща специално при 1064nm, често е подходящо лазерно{1}}линейно AR покритие, оптимизирано за 1064nm.

Ако оптичната система работи в по-широк спектрален диапазон или при множество дължини на вълната, вместо това може да е необходимо широколентово или много{0}}лентово покритие.

Ние произвеждаме персонализирани лещи от разтопен силициев диоксид за UV, видими и близки-инфрачервени лазерни приложения, включително оптика за355nm, 532nm и 1064nm лазерни системи.

Наличната персонализация може да включва диаметър на обектива, фокусно разстояние, качество на повърхността, фигура на повърхността, толеранси на размерите и специфични за дължината на вълната-променливи покрития в съответствие с оптичния дизайн и изискванията за приложение.

За лазерни приложения препоръчваме да оцените спецификацията на обектива въз основа на действителните работни условия, а не само на дължината на вълната или размерите.

Нуждаете се от персонализирана леща от разтопен силициев диоксид за вашата лазерна система?

Изпратете ни вашето:

Дължина на вълната · CW/импулсен режим · Мощност или импулсна енергия · Продължителност на импулса · Честота на повторение · Диаметър на лъча · Размери на обектива · Фокусно разстояние · Изискване за покритие · Оптичен чертеж

Можем да прегледаме изискванията и да предоставим персонализирана оферта за обектив въз основа на вашето приложение.

Изпратете вашите лазерни параметри →

Поискайте персонализирана оферта за обектив →