Как да защитим лазерната оптика от опасностите от UV увреждане?

Лазерната оптика е важен компонент на много видове лазери, включително търговски, индустриални, медицински и научни лазери. Въпреки това UV лазерната оптика често има ограничен експлоатационен живот поради две основни причини: лазерно индуцирано замърсяване (LIC) и UV умора. LIC се причинява от отлагането на нежелан материал върху повърхността на оптиката, докато UV умората се причинява от натрупан материал. Излагането на UV светлина може да причини повреда на оптиката. С течение на времето тези два процеса на увреждане влошават работата на оптиката.

 

 

Какво е лазерно индуцирано замърсяване (LIC)
Оптичните компоненти могат да се замърсят, когато UV лазерите взаимодействат с частици, водна пара, органична материя и други замърсители в системата. Тези замърсители могат да идват от околния въздух, оптомеханично оборудване и други материали в системата. Въпреки че методите за смекчаване като вентилация със сух азот са полезни, те все още могат да доведат до LIC. Всяко натрупване на частици блокира пътя на светлината, намалява функционалността на компонента и може да намали прага на лазерно увреждане на оптиката.

 

Поради ниската топлопроводимост често се появява конденз върху оптичните повърхности. След това тези кондензирани водни молекули могат да взаимодействат с лазера и повърхностния материал, инициирайки LIC. Освен това, газовите емисии и други молекулярни замърсители във въздуха често водят до образуването на въглеродни отлагания върху оптичните повърхности. Дървовидният растеж на LIC може да се наблюдава на фигура 1.

 

Какво е UV умора?
В допълнение към индуцирания от околната среда LIC, материалите, използвани в покрития и субстрати, са податливи на разграждане с течение на времето поради процеси на оптична умора, дори ако интензитетът на светлинния източник е под прага на увреждане, предизвикано от лазер (LIDT).

 

Концепцията за UV умора може да се сравни с подвързването на книга. Дори лекото използване може да причини износване. Експериментите за UV умора, проведени от Edmund Optics, показват, че при определени условия, като например вакуум, излагането на UV лазер може да причини ефекти на UV умора. Разликата между LIC и UV умората е, че LIC е кумулативен процес, докато умората е увреждането на светлината. материал, причинявайки обезцветяване или други присъщи промени, които дори могат да доведат до отстраняване на материала.

 

Две явления, които определят условията и механизмите за значително влошаване на оптичните характеристики, са под прага на повреда при един импулс в обхвата на лазера с къс импулс.

 

Първият механизъм се основава на промени в индекса на пречупване, създавайки ефект на леща, който увеличава локалния интензитет на светлина върху оптичния елемент.

 

Вторият механизъм включва образуването на фотоиндуцирани дефекти чрез образуването на самоуловени екситони, което води до натрупване на абсорбционни центрове и загуба на оптична ефективност.

 

 

Както LIC, така и оптична умора може да възникне, макар и в по-малка степен, в лазери при видими и инфрачервени дължини на вълните. Въпреки това, високата енергия на UV фотоните прави тези ефекти по-чести в системи, излъчващи в този спектрален диапазон.

 

 

 

Как да защитим лазерната оптика от опасностите от UV увреждане?
Един от начините за защита на лазерната оптика от UV увреждане е използването на защитни покрития. Тези покрития са предназначени да блокират проникването на UV радиация и да предпазват от нейното вредно въздействие. Някои от най-популярните покрития включват антирефлексни покрития (които намаляват количеството ултравиолетова радиация, достигаща до лещата) и анти-UV покрития (които напълно блокират UV радиацията).

 

Друг начин за защита на лазерната оптика от UV увреждане е правилното й съхранение. Когато не се използват, лещите трябва да се съхраняват на тъмно място, далеч от UV радиация. Освен това лещите трябва да се съхраняват на чисто и сухо място без никакви остатъци или влага, които биха могли да причинят повреда с течение на времето.

 

Редовното почистване също е важно, за да поддържате вашата лазерна оптика в добро състояние и да я предпазите от UV повреди. Правилното почистване включва използването на мека кърпа или четка за отстраняване на мръсотията или остатъците от обектива, след което внимателно го измийте с мек почистващ разтвор. Важно е да избягвате излагането на обектива на агресивни химикали или разтворители, които могат да причинят непоправими щети.

 

 

В обобщение, защитата на лазерната оптика от UV щети е от решаващо значение за поддържане на тяхната производителност и удължаване на експлоатационния им живот. Чрез използване на защитни покрития, правилно съхранение и редовно почистване лазерната оптика може да остане в отлично състояние за години напред.

​