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Quarto 511, 176, Rua Gaoyue, Distrito de Baoshan, Xangai
Shanghai Youyi Optoelectronics Technology Co., Ltd.
Quarto 511, 176, Rua Gaoyue, Distrito de Baoshan, Xangai
Lente conica, quartzo fundido ultravioleta
Uma lente conica, também conhecida como prisma simétrico rotativo, é uma lente composta por uma superfície conica e um plano. As lentes conicas são frequentemente usadas para gerar um feixe de luz com distribuição de intensidade de Bessel ou um feixe de luz não dissidente conico. Quando o feixe de luz quase direta é transformado em feixe de luz circular, o plano da lente conica deve estar orientado para a fonte de luz quase direta.
A lente conica segue a lei de Snell quando refrata a luz e pode ser usada para medir o ângulo de desvio:
Neste caso, n é a refração do vidro, α é o ângulo físico inferior da lente conica e ß é o ângulo de desvio gerado pela luz refratada com o eixo óptico. Suponha-se que a taxa de refração do ar é 1.
Os ângulos inferiores dessas lentes conicas polidas com precisão variam de 0,5° a 40°. Elas são feitas de quartzo fundido ultravioleta de alta qualidade e são perfeitas para aplicações de laser de alta potência. As nossas lentes conicas estão disponíveis em versões não revestidas ou revestidas com os seguintes quatro revestimentos permeáveis: -UV (245-400 nm), -A (350-700 nm), -B (650-1050 nm) ou-C (1050-1700 nm). A membrana permeável pode reduzir a refletidão superficial da lente para obter a permeabilidade máxima (R(avg) < 0,5%). Para um revestimento personalizado, entre em contato com o suporte técnico.
• Diâmetro 1/2 polegada ou 1 polegada
• Seis ângulos inferiores disponíveis: 0,5°, 1,0°, 2,0°, 5,0°, 10,0°, 20,0° e 40,0°
• Disponível em versão sem revestimento ou com membrana permeável revestida
• Perforação a laser / perfuração óptica
• Captura óptica
• Análise de Coerência Óptica (OCT)
• Cirurgia da córnea
• Telescópio
Parâmetros |
Valores |
Materiais de base |
Quartzo fundido ultravioleta |
Diâmetro |
1/2' (12,7 mm) ou 1' (25,4 mm) |
Tolerância de diâmetro |
+0.0 / -0.1 mm |
Diâmetro do ângulo redondo superior (S1) |
<1.5 mm |
Qualidade da superfície (S1, S2) |
40-20 Escavação de arranhões |
Planificação (S2) |
<λ/10 em 633 nm |
Desvio de superfície (RMS) (S1) |
<0.05λ |
Rufusidade da superfície (RMS) (S1) |
<6 |
Diâmetro efetivo do orifício (S1, S2) |
> 90% do diâmetro |
Espessura da borda |
5,0 milímetros |
Tolerância de espessura da borda |
+0.1/-0.0 mm |
Tolerância de espessura central |
+0.1/-0.0 mm |
Tolerância angular |
±0.01° |
Feixe gerado pela lente conica
• Feixe de Besser: sem difração
• Feixe de anel: ideal para perfuração a laser
Figura 2.1:O valor absoluto da função Bessel de ordem 0(th). Um verdadeiro feixe de Bessel exige que cada anel tenha a mesma energia que o pico central e, portanto, não precisa de nenhum.Quantidade xA energia.
Figura 2.2:Diagrama de lentes conicas.
O feixe de Besser é um feixe de anel concêntrico sem difração, e cada anel concêntrico tem a mesma potência que o anel central. Tecnicamente, é impossível gerar um feixe de Besser, porque não requerQuantidade xA energia. Mas deixar o feixe de Gauss passar pela lente conica e aproximar a projeção do feixe da superfície conica da lente conica pode gerar um feixe muito semelhante à distribuição de Bessel. A Figura 2.1 mostra o valor absoluto dessa função Bessel de ordem 0(th).
Quando o feixe é projetado longe da lente, um único feixe circular é formado. Na verdade, o feixe é conico (ou seja, o diâmetro aumenta com a distância), mas a luz não se diverge, portanto a espessura do anel permanece inalterada (ver Figura 2.2). A espessura do anel é metade do diâmetro do feixe laser de entrada. Este tipo de feixe é geralmente usado em aplicações de perfuração a laser.
A distribuição de intensidade do feixe de Bessel e do feixe de Gauss anel resultante é afetada por defeitos no topo. Se o topo for redondo, a válvula central do feixe de Bessel de ordem zero mostrará oscilações de intensidade em vez de consistência espacial (1), enquanto o feixe de Gauss oco tem um anel assimétrico com a cauda em direção ao centro ou anel secundário (2). paraMelhor.Reduzindo o ângulo redondo, a Thorlabs fabrica lentes conicas internamente para queW todoControle o processo de produção para que o diâmetro mínimo do ângulo redondo seja de apenas 0,70 mm.
Figura 2.3:Dispositivo experimental para a geração de feixes Gaussianos de anel oco.
Figura 2.4:Como mostrado na tela de observação, a lente conica de Thorlabs (a) e duas lentes conicas gerais [(b) e (c)] geram um feixe de luz circular. Os aneis gerados pelas lentes conicas Thorlabs passam de alta intensidade para baixa intensidade em um curto intervalo, enquanto as lentes conicas gerais passam em mais pixels. A linha horizontal branca representa a posição da distribuição de intensidade extraída na Figura 2.5.
Como qualquer defeito no topo da lente conica afeta as propriedades do feixe de emissão, demonstramos a qualidade da lente conica Thorlabs comparando a lente conica Thorlabs com o feixe gaussiano oco produzido por duas lentes conicas gerais. O feixe anel é gerado pelo dispositivo experimental mostrado na Figura 2.3, que inclui um laser de 633 nm, um expandidor Galileo de desvanecimento de coloração GBE05-A 5X, um apendice de luz variável SM2D25D SM2 accionado por anel, uma lente conica (AX2520 e uma lente conica geral com dois ângulos conicos de 20 °) e uma tela de observação de poliestireno EDU-VS1. Para obterMelhor.Desempenho, o laser que entra na lente cone deve passar por um feixe recto de pequeno diâmetro. Isso pode ser alcançado dando primeiro um feixe de luz quase direta e, em seguida, fazendo com que o feixe atravesse um apendice de luz de até 2,0 mm. Em seguida, a forma do feixe obtido é projetada na tela de observação. A tela de observação está localizada em uma posição distante. Para facilitar a movimentação, a tela de observação é montada em um guia de cauda com um deslizador de guia colado.
A Figura 2.4 mostra os feixes gaussianos anelares gerados por três lentes cones de teste na tela de observação. Em termos de qualidade do feixe, as lentes conicas Thorlabs (Figura 2.4(a)) geram um feixe anel limpo com alto contraste entre a borda do anel e o centro escuro. A qualidade do feixe anel gerado por lentes conicas de outros produtores é diferente. Como mostrado na Figura 2.4 (c), um anel gerado por uma lente conica comum tem um contraste pobre entre as áreas de alta e baixa intensidade. O anel principal parece mais fraco e uma distribuição de intensidade não zero é visível dentro do anel. A segunda lente cônica geral na imagem inferior gera um anel limpo, mas o contraste entre a borda do anel e o centro escuro é claramente mais fraco.
Para destacar as mudanças na intensidade do feixe obtido, uma versão de escala de cor falsa dessas imagens foi feita e os contornos de linhas foram extraídos. Figura 2.4 mostra a imagem original (à esquerda) e a imagem pseudo-colorida (à direita) lado a lado; Uma linha branca no gráfico indica a origem do mapa de distribuição de intensidade, e a Figura 2.5 mostra a informação de pixel correspondente. A comparação de intensidade de linha entre as três lentes cones de teste mostra que as lentes cones da Thorlabs apresentam os picos de intensidade mais distintos, a saber:Melhor.Contraste, porque sua intensidade passa de luz a escuridão no número mínimo de pixels. Enquanto as lentes de cone gerais transitam da borda brilhante para o centro de intensidade zero em uma gama maior de pixels, isso pode ser visto na cauda do declínio lento do pico de intensidade asimétrica. Isso pode levar a uma diminuição do contraste entre o anel brilhante e o vazio. Observe que o pico não zero no centro do anel é o efeito esperado, porque apenas o ideal,Melhor.A lente cone só tem bordas de alta intensidade e em outros lugares é de intensidade zero. O contraste entre as áreas de alta intensidade e os centros não-zero pode ser melhorado melhorando o diâmetro angular redondo e reduzindo os defeitos superficiais das lentes conicas.
Figura 2.5:O contorno de linha extraído do tipo de imagem de feixe de anel da Figura 2.4. As lentes conicas da Thorlabs apresentam os picos de intensidade mais marcantes, com a transição mais íngreme do lado brilhante para o centro de intensidade zero. A força é expressa em unidades arbitrárias e não é uma medida absoluta. A localização também é fornecida em unidades arbitrárias, mas dependendo do número de pixels.
Limite de dano de lente de cone de quartzo fundido ultravioleta
As especificações da Tabela 3.1 são os dados de medição das lentes de quartzo fundido ultravioleta Thorlabs. As especificações do limiar de dano são fixas para todas as lentes de quartzo fundido UV, independentemente do tamanho da lente.
Tabela 3.1 Especificações do limiar de danos
Modelo de revestimento (sufixo do modelo) |
Tipo de laser |
Limite de danos |
UV |
pulso |
5,0 J/cm² (355 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø 0,350 mm) |
- A |
pulso |
7,5 J/cm² (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø 0,491 mm) |
- A |
Ondas contínuas ondaondaondas ondaondaondas ondaondaondaondas continuas ondaondaondas continuas ondaondaondas ondas ondaondaondaondas contínuas ondaondaondaonda |
550 W/cm (532 nm, Ø 1.000 mm) |
- B |
pulso |
0,246 J/cm² (800 nm, 99 fs, 1 kHz, Ø 0,166 mm) |
- B |
Ondas contínuas ondaondaondas ondaondaondas ondaondaondaondas continuas ondaondaondas continuas ondaondaondas ondas ondaondaondaondas contínuas ondaondaondaonda |
20 kW/cm (1070 nm, Ø 0,974 mm) |
- C |
pulso |
7,5 J/cm² (1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø 0,189 mm) |
- C |
Ondas contínuas ondaondaondas ondaondaondas ondaondaondaondas continuas ondaondaondas continuas ondaondaondas ondas ondaondaondaondas contínuas ondaondaondaonda |
350 W/cm (1540 nm, Ø 1,030 mm) |
A densidade de potência do feixe deve ser calculada em W/cm. Sobre por que a densidade de potência linear é de pulsos longos e luz contínuaMelhor.Para medir, consulte a seção "Ondas contínuas e lasers de pulso longo" abaixo.
O limiar de dano especificado é uma medição certificada e não um limiar de dano real (ou seja, a saída máxima que o componente óptico pode suportar sem danos).
Tutorial do limiar de danos induzidos por laser
A seguir apresentamos brevemente como medir o limiar de dano induzido pelo laser e como determinar se um componente óptico é adequado para uma aplicação específica com base nas especificações do limiar de dano. Ao escolher um componente óptico, é importante entender o limiar de dano induzido por laser (LIDT) do componente óptico. O LIDT do componente óptico depende em grande parte do tipo de laser que você usa. Os lasers de onda contínua (CW) geralmente causam danos por meio de efeitos térmicos (absorção de camadas de membrana ou substrato). O laser de pulso geralmente retira os elétrons da estrutura da grade de componentes ópticos antes de causar danos térmicos. Por favor, note que as orientações fornecidas aqui estão sujeitas ao funcionamento a temperatura ambiente e aos novos componentes ópticos (ou seja, ao cumprimento das especificações de arranhões-manchas, à não poluição da superfície, etc.). Como a poeira ou outras partículas na superfície do componente óptico podem reduzir o limiar de dano, recomendamos manter a superfície do componente óptico limpa e livre de impurezas. Para obter mais informações sobre a limpeza de componentes ópticos, consulte nosso tutorial de limpeza de componentes ópticos.
A Thorlabs testa o LIDT de acordo com as normas ISO/DIS 11254 e ISO 21254.
Primeiro, introduzimos um feixe de luz de baixa potência/energia para medir os componentes ópticos. As 10 posições dos componentes ópticos são expostas a este feixe de laser por 30 segundos (laser contínuo) ou por vários pulsos (frequência pesada de pulso especificada). Após a exposição, detecte danos visíveis com um microscópio (magnificação ~ 100X). Registre o número de locais de dano e a potência/energia correspondente. Em seguida, aumenta ou diminui a potência / energia da luz entrante para a exposição em 10 novos locais do componente óptico. Repita o processo até que a lesão seja observada. Assim, o limiar de dano é a potência/energia máxima que um componente óptico pode suportar sem danos. Figura 37B é o resultado do teste de um espelho BB1-E02.
De acordo com os resultados do teste, o limite de dano do reflexo é de 2,00 J/cm2 (532 nm, largura de pulso 10 ns, 10 Hz, Ø 0,803 mm). Observe que esses testes são realizados em componentes ópticos limpos, pois as impurezas e os poluentes podem reduzir significativamente o limiar de dano do componente. Os resultados deste teste representam apenas uma camada de membrana específica e as especificações do limiar de dano da Thorlabs variam de acordo com a camada de membrana.
Laser de onda contínua e pulso longo
Quando um componente óptico é danificado por um laser de onda contínua (CW), geralmente é devido à absorção de energia do laser causando derretimento da superfície ou danos na camada de membrana óptica (membrana permeável) [1]. Ao analisar o LIDT, pulsos com largura de pulso maior que 1 µs podem ser vistos como lasers contínuos.
Tabela 37C Exemplo de dados de teste
Densidade de energia |
Número de locais de teste |
Número de locais danificados |
Número de locais sem danos |
1,50 J/cm² |
10 |
0 |
10 |
1,75 J/cm² |
10 |
0 |
10 |
2,00 J/cm² |
10 |
0 |
10 |
2,25 J/cm² |
10 |
1 |
9 |
3,00 J/cm² |
10 |
1 |
9 |
5,00 J/cm² |
10 |
9 |
1 |
Quando a largura de pulso está entre 1 ns e 1 µs, danos induzidos pelo laser podem ser causados por absorção ou ruptura dielétrica, o usuário deve analisar simultaneamente a onda contínua e o pulso LIDT. A absorção pode ser causada por propriedades inerentes ao componente óptico ou por irregularidades superficiais; Os valores LIDT são válidos apenas para componentes ópticos que atendam ou excedam as especificações de qualidade da superfície fornecidas pelo fabricante. Embora muitos componentes ópticos possam suportar lasers de onda contínua de alta potência, os limiares de dano de onda contínua para componentes ópticos como colas (como lentes duplas de desagradação) ou de alta absorção (como filtros de densidade neutra) são menores porque a absorção ou dispersão da camada de cola ou da membrana metálica reduz o limiar de dano.
Os lasers de pulso com alta frequência de repetição de pulso (PRF) são semelhantes aos feixes contínuos. No entanto, isso depende em grande parte de fatores como a absorção e a difusão térmica, portanto, não há uma maneira confiável de determinar se o laser de alto PRF danificará os componentes ópticos devido ao efeito térmico. Para feixes com PRF elevado, a potência média e a potência máxima devem ser comparadas com a potência CW equivalente. Além disso, para materiais altamente transparentes, quando o PRF aumenta, o LIDT é quase nenhum ouW todoNenhuma queda.
Para usar o limiar de dano de onda contínua especificado pelos componentes ópticos, é necessário entender as seguintes informações:
1. O seu comprimento de onda do laser
2. Diâmetro do feixe (1/e(2))
3. Perfil aproximado da intensidade do feixe (por exemplo, distribuição gaussiana)
4. Densidade de potência linear do feixe (potência total dividida por 1/e(2) diâmetro do feixe)
A Thorlabs usa W/cm para expressar o valor LIDT do laser CW. Assim, o LIDT dado em densidade de potência linear pode ser usado em qualquer diâmetro de feixe; Não é necessário recalcular devido a alterações no tamanho da mancha, como mostrado na Figura 37D. Use a fórmula abaixo para calcular a densidade de potência linear média.
A fórmula de cálculo acima assume um contorno uniforme da intensidade do feixe. Agora você deve considerar pontos quentes ou outros contornos de intensidade desigual no feixe e calcular a densidade máxima de potência. Por exemplo, a densidade máxima de potência da luz gaussiana é geralmente o dobro do feixe uniforme (Figura 37E).
Agora, compare a densidade máxima de potência com o LIDT especificado pelo componente óptico. Se o comprimento de onda de teste do componente óptico não for igual ao seu comprimento de onda de trabalho, o limiar de dano deve ser adequadamente dimensionado. De acordo com a experiência, o limiar de dano e o comprimento de onda têm uma relação linear. Assim, quando o comprimento de onda diminui, o limiar de dano também diminui (por exemplo, o LIDT tem um limiar de dano de 10 W/cm a 1310 nm e 5 W/cm a 655 nm):
Esta lei empirica fornece apenas tendências gerais, não é uma análise quantitativa de LIDT e comprimentos de onda. Por exemplo, para aplicações de luz contínua, o limiar de dano é bem proporcional à absorção da camada de membrana e do substrato, que não é necessariamente proporcional ao comprimento de onda. Embora o processo acima seja uma boa prática para o cálculo LIDT, contate o suporte técnico se o comprimento de onda de trabalho for diferente do comprimento de onda LIDT. Se a densidade de potência real for inferior ao limiar de dano ajustado, o componente óptico deve ser adequado para sua aplicação.
Observe que existem alguns erros reservados entre os limiares de danos que definimos on-line e os resultados dos nossos testes para adaptar-se às diferenças entre os diferentes lotes de produtos. Se necessário, podemos fornecer informações de teste e certificados de teste separados. Utilizaremos componentes ópticos semelhantes para análise de danos (sem danificar os componentes ópticos do cliente). Os testes podem exigir custos adicionais ou prazos de entrega. Entre em contato com o suporte técnico para obter mais informações.
Como mencionado acima, o laser de pulso geralmente introduz diferentes tipos de danos nos componentes ópticos do que o laser de onda contínua. O laser de pulso geralmente não danifica os componentes ópticos por efeitos térmicos; Em vez disso, ele danifica o material gerando um forte campo elétrico que pode induzir a ruptura dielétrica. Infelizmente, é difícil comparar as especificações LIDT dos componentes ópticos com o laser que você usa. O laser de pulso danifica os componentes ópticos por vários mecanismos, e o grau de dano depende da largura do pulso do laser. A seção destacada na Tabela 37F resume a largura de pulso correspondente aos valores LIDT que especificamos.
Impulsos menores de 10(-9 )s não têm confiabilidade quando comparados com os valores LIDT que especificamos. Neste intervalo de pulsos ultracurto, existem vários mecanismos que dominam o mecanismo de dano [2], como a ionização de avalanchas multifotônicas. Em vez disso, o dano ao elemento óptico causado por pulsos entre 10(-7) s e 10(-4) s é causado por ruptura dielétrica ou efeito térmico. Isso significa que os limiares de dano dos lasers contínuos e pulsados devem ser comparados com os feixes laser para determinar se os componentes ópticos são adequados para sua aplicação.
Tabela 37F Intervalo de danos induzidos pelo laser
Duração do pulso |
|
|
|
|
Mecanismo de danos |
Ionização de avalanche |
ruptura de mídia |
Quebra de mídia ou efeito térmico |
Efeito térmico |
Especificações de danos relacionados |
Sem comparação (veja acima) |
Laser de pulso |
Laser de pulso e laser de onda contínua |
Laser de onda contínua |
Ao comparar um LIDT dado com um laser de pulso específico com o laser que você usa, você precisa saber as seguintes informações:
1. O seu comprimento de onda do laser
2. Densidade de energia do seu feixe (energia total dividida por 1/e(2) área)
3. A sua largura de pulso laser
4. Frequência de repetição do pulso do laser (PRF)
5. Diâmetro do feixe do seu laser (1/e(2))
6. Distribuição aproximada da intensidade do feixe (por exemplo, distribuição gaussiana)
A densidade de energia do feixe deve ser calculada em J/cm(2). A Figura 37G mostra por que a densidade de energia é expressa pela fonte de luz de pulso curto LIDT.Melhor.medição. Nestas condições, o LIDT dado em densidade de energia não está relacionado com o tamanho da mancha óptica; Portanto, não é necessário reajustar o valor LIDT devido a alterações no tamanho da mancha. O cálculo assume que a distribuição da intensidade da luz é uniforme. Você deve ajustar a densidade de energia para lidar com os pontos quentes ou outras distribuições de intensidade desiguais no feixe e calcular a densidade máxima de energia aproximadamente. Por exemplo, a densidade máxima de energia da luz gaussiana é geralmente o dobro do feixe de 1/e(2).
A densidade máxima de energia é agora comparada com o LIDT dado ao componente óptico. Se o comprimento de onda do teste do componente óptico não for igual ao seu comprimento de onda de trabalho, o limiar de dano deve ser adequadamente escalado [3]. De acordo com a experiência, o limiar de dano e a relação de comprimento de onda são proporcionais à raiz quadrada. Assim, o limiar de dano também diminui quando o comprimento de onda diminui (por exemplo, o limiar de dano é 1 J/m(2) a 1064 nm e 0,7 J/cm(2) a 532 nm):
O diâmetro do feixe também é importante ao comparar os limiares de danos. Embora o LIDT não esteja relacionado ao tamanho da mancha quando expresso em J/cm²; Mas um feixe maior pode irradiar mais defeitos, o que pode levar a mudanças no limiar de danos a laser maior [4]. Para os dados aqui, medir o LIDT usando um feixe inferior a 1 mm. Quando o tamanho do feixe é maior que 5 mm, o LIDT (J / cm2) também será associado ao diâmetro do feixe, porque o feixe maior é susceptível de expor mais defeitos.
Agora é necessário compensar a largura do pulso. Quanto maior a largura do pulso, mais energia o componente óptico suporta. Para uma largura de pulso de 1 ns a 100 ns, a relação pode ser aproximada:
Use esta fórmula para ajustar o LIDT com base nos cálculos de largura de pulso. Se a densidade máxima de energia do laser utilizado for menor que a densidade máxima de energia LIDT ajustada, o componente óptico é adequado para sua aplicação. Observe que este cálculo só se aplica a lasers de pulso entre 10(-9) s e 10(-7) s. Para lasers de pulso entre 10(-7) s e 10(-4) s, você também precisa verificar se o LIDT de onda contínua é satisfeito.
Observe que existem alguns erros reservados entre os limiares de danos que definimos on-line e os resultados dos nossos testes para adaptar-se às diferenças entre os diferentes lotes de produtos. Se necessário, podemos fornecer informações de teste e certificados de teste separados. Entre em contato com o suporte técnico para obter mais informações.
Cálculo do limiar de dano induzido por laser (LIDT)
Para descrever como determinar se um determinado sistema de laser danifica um componente óptico, abaixo são apresentados muitos exemplos de cálculo do limiar de dano induzido por laser (LIDT). Para facilitar cálculos semelhantes, oferecemos uma calculadora de planilha que pode ser baixada clicando no botão à direita. Ao usar a calculadora, primeiro digite o valor LIDT especificado pelo componente óptico e os parâmetros relevantes do seu sistema laser na caixa verde. A planilha calculará a densidade de potência linear do CW e do sistema de pulso, bem como os valores de densidade de energia do sistema de pulso. Usando esses valores de acordo comConhecimentoO método de escala calcula o valor LIDT ajustado e escalado proporcionalmente para o componente óptico. A calculadora assume o contorno do feixe gaussiano e, portanto, deve introduzir coeficientes de correção (uniformidade, etc.) para outras formas de feixe. Escalagem LIDT determinada por experiência; A precisão não é garantida. Observe que, em algumas áreas do espectro, a capacidade de absorção do laser por componentes ópticos ou camadas de membrana pode reduzir significativamente a LIDT. Estes valores LIDT são inválidos para pulsos ultracurtos com largura de pulso inferior a 1 ns.
Figura 71A:A distribuição máxima de luz* do feixe gaussiano é aproximadamente o dobro da distribuição uniforme do feixe.
Suponha que um sistema laser CW emita um feixe gaussiano de 0,5 W com 1/e(2) de diâmetro de 10 mm a 1319 nm. Dividido diretamente pela potência total pelo diâmetro do feixe, a densidade de potência linear média do feixe é de 0,5 W/cm:
No entanto, a densidade de potência máxima do feixe de Gauss é aproximadamente o dobro da densidade de potência máxima do feixe uniforme, como mostrado na Figura 71A. Assim, a densidade de potência linear máxima mais precisa do sistema é de 1 W/cm.
O CW LIDT especificado pela lente AC127-030-C é de 350 W/cm, medido a 1550 nm. O limiar de dano CW é geralmente proporcional diretamente ao comprimento de onda da fonte laser, o que resulta no valor LIDT ajustado:
O valor LIDT ajustado de 350 W/cm x (1319 nm / 1550 nm) = 298 W/cm é significativamente superior à densidade de potência linear máxima do sistema laser, por isso é seguro para o sistema usar esta lente dupla.
Exemplo de laser de pulso nanosegundo: escala para diferentes larguras de pulso
Suponha que um sistema de laser Nd:YAG de pulso emita um feixe de Gauss de frequência tripla de 355 nm, 10 Hz, largura de pulso de 2 ns, energia de pulso único de 1 J e diâmetro de feixe de 1,9 cm(1/e(2)). Dividir a energia do pulso pela área do feixe para obter a densidade média de energia de cada pulso:
Como mencionado acima, a densidade máxima de energia do feixe de Gauss é aproximadamente o dobro da densidade média de energia. Assim, a densidade máxima de energia do feixe é de ~0,7 J/cm(2).
Esta densidade de energia do feixe foi comparada com o valor LIDT de 1 J/cm especificado pelo refletor de membrana de média de banda larga BB1-E01(2) e o valor LIDT de 3,5 J/cm(2) para o refletor de raio laser Nd:YAG NB1-K08, respectivamente. Ambos os valores de LIDT foram medidos a 355 nm, usando um laser de pulso com largura de pulso de 10 ns e frequência pesada de 10 Hz. Portanto, é necessário ajustar a largura de pulso mais curta do sistema. Como descrito no rótulo anterior, o valor LIDT do pulso de nanossegundos é proporcional à raiz quadrada da largura do pulso do laser:
Usando este fator regulador, o valor LIDT do espelho de banda larga BB1-E01 foi alterado para 0,45 J/cm(2) e o valor LIDT do espelho de raio laser Nd:YAG para 1,6 J/cm(2), comparando-os diretamente com a densidade máxima de energia de 0,7 J/cm(2) do feixe. Os espelhos de banda larga podem ser danificados pelo laser, mas espelhos especiais de raios laser podem ser usados em sistemas laser.
Exemplo de laser de nanosegundos de pulso: escala para diferentes comprimentos de onda
Suponhamos que um sistema de laser de pulso emita um pulso de 10 ns a 2,5 Hz, com uma energia de 100 mJ por pulso a 1064 nm e um diâmetro de feixe de 1/e(2) de 16 mm, e agora precisamos de um filtro de densidade neutra para a atenuação. Para saídas gaussianas, a densidade máxima de energia é calculada usando essas especificações em 0,1 J/cm(2).
Para pulsos de 10 ns de 355 nm, o limiar de dano do filtro de densidade neutra reflexiva NDUV10A Ø25 mm, OD 1.0 é de 0,05 J/cm(2), enquanto que para pulsos de 10 ns de 532 nm, o limiar de dano do filtro de absorção NE10A semelhante é de 10 J/cm(2). De acordo com a descrição no rótulo anterior, para pulsos de nanosegundos, o valor LIDT do componente óptico é proporcional à raiz quadrada do comprimento de onda:
De acordo com essa proporção, o valor LIDT ajustado do filtro reflexo é de 0,08 J/cm(2) e o filtro absorvente é de 14 J/cm(2). Neste caso, para evitar danos ópticos, o filtro de absorção éMelhor.Escolha.
Exemplos de laser de microssegundos de pulso
Considere um sistema laser que produz um pulso de 1 µs com uma energia de pulso único de 150 µJ e uma frequência pesada de 50 kHz, o que resultará em uma ocupação de espaço relativamente alta de 5%. O sistema está entre o CW e o dano induzido pelo laser de pulso, o que pode causar danos aos componentes ópticos por qualquer um dos mecanismos. Portanto, os valores CW e LIDT de pulso devem ser comparados simultaneamente com a natureza do sistema laser para garantir um trabalho seguro.
Se este laser de pulso mais longo emitir um feixe gaussiano de 980 nm, com um diâmetro de 1/e(2) de 12,7 mm, a densidade de potência linear da saída do laser é de 5,9 W/cm e a densidade de energia de pulso único é de 1,2 x 10(-4) J/cm(2). Este valor é comparado com o valor LIDT de um quadro de onda de grau zero do polímero WPQ10E-980, com 5 W/cm para ondas contínuas de 810 nm e um pulso de 10 ns de 5 J/cm para 810 nm(2). Como antes, o CW LIDT do componente óptico é proporcional linearmente ao comprimento de onda do laser, de modo que o valor CW ajustado a 980 nm é de 6 W/cm. Por outro lado, o LIDT de pulso é proporcional à raiz quadrada do comprimento de onda do laser e à raiz quadrada da largura do pulso, de modo que o valor ajustado para um pulso de 1 µs a 980 nm é de 55 J/cm(2). O pulso LIDT do componente óptico é significativamente maior do que a densidade de energia do pulso laser, portanto, um único pulso não danifica a onda. No entanto, a alta densidade média de potência linear do sistema laser, semelhante ao feixe CW de alta potência, pode causar danos térmicos aos componentes ópticos.
Informações de encomenda do produto
Lentes conicas, não revestidas
Estas lentes conicas não revestidas são usadas na faixa de comprimentos de onda 185 nm - 2,1 µm. Sua base é o quartzo fundido ultravioleta, ideal para aplicações do ultravioleta ao infravermelho próximo. O quartzo fundido ultravioleta apresenta melhor uniformidade e menor coeficiente de expansão térmica em comparação com o N-BK7.
Modelo do produto |
Diâmetro |
Angulo inferior (α) |
Ángulo de desvio b) a) |
Espessura central (t(c)) |
Intervalo de comprimento de onda
|
Curva de transmissão b |
Desenhos de referência |
AX1205 |
Ø1/2' (Ø12,7 mm) |
0.5° |
0.2° |
5,1 milímetros |
185 nm - 2.1 µm
|
|
|
AX121 |
1.0° |
0.5° |
5,1 milímetros |
||||
AX122 |
2.0° |
0.9° |
5,2 milímetros |
||||
AX125 |
5.0° |
2.3° |
5,6 milímetros |
||||
AX1210 |
10.0° |
4.7° |
6,1 milímetros |
||||
AX1220 |
20.0° |
10.0° |
7,3 milímetros |
||||
AX1240 |
40.0° |
29.9° |
10.3 mm |
||||
AX2505 |
Ø1' (Ø25,4 mm)
|
0.5° |
0.2° |
5,1 milímetros |
|||
AX251 |
1.0° |
0.5° |
5,2 milímetros |
||||
AX252 |
2.0° |
0.9° |
5,4 milímetros |
||||
AX255 |
5.0° |
2.3° |
6,1 milímetros |
||||
AX2510 |
10.0° |
4.7° |
7,2 milímetros |
||||
AX2520 |
20.0° |
10.0° |
9,6 milímetros |
||||
AX2540 |
40.0° |
29.9° |
15.7 mm |
O ângulo de desvio é calculado com luz de 532 nm.
b. Curva de permeabilidade típica para uma janela de 10 mm de espessura.
Modelo do produto |
Especificação Descrição |
AX1205 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 0,5°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm) |
AX121 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 1,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm) |
AX122 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 2,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm) |
AX125 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 5,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm) |
AX1210 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 10,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm) |
AX1220 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 20,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm) |
AX1240 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 40,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm) |
AX2505 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 0,5°, Ø1 polegada (Ø25,4 mm) |
AX251 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 1,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm) |
AX252 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 2,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm) |
AX255 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 5,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm) |
AX2510 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 10,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm) |
AX2520 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 20,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm) |
AX2540 |
lentes conicas, não revestidas, UVFS, 40,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm) |
Lente conica, membrana permeável: 245 - 400 nm
Esta lente cone com membrana de permeabilidade varia de 245 a 400 nm e alta transmissão na faixa UV é ideal para aplicações ultravioletas. Além disso, a base usada (quartzo fundido UV) fornece uma excelente transmissão UV.
Modelo do produto |
Diâmetro |
Angulo inferior (α) |
Ángulo de desvio β) a) |
Espessura central (t(c)) |
Revestimento b |
Gráfico de desempenho de membrana permeável b |
Desenhos de referência |
AX251-UV |
Ø1' |
1.0° |
0.481° |
5,2 milímetros |
245 - 400 nm R (média) < 0,5% |
|
|
O ângulo de desvio é calculado com luz de 330 nm.
b) Cada superfície
Modelo do produto |
Especificação Descrição |
AX251-UV |
lentes conicas, UVFS, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), 1,0°, membrana permeável: 245 - 400 nm |
Lente conica, membrana permeável: 350 - 700 nm
Essas lentes coneicas têm membranas permeáveis que variam de 350 a 700 nm e são perfeitas para alguns ultravioletas próximos (NUV) e todas as bandas de luz visível. Esta faixa de comprimentos de onda é perfeita para lasers de hélio e outros lasers de luz visível.
Modelo do produto |
Diâmetro |
Ángulo inferior (α) |
Ángulo de desvio β) a) |
Espessura central (t(c)) |
Revestimento b |
Gráfico de desempenho de membrana permeável b |
Desenhos de referência |
AX1205-A |
Ø1/2' (Ø12,7 mm) |
0.5° |
0.2° |
5,1 milímetros |
350 - 700 nm R (média) < 0,5%
|
|
|
AX121-A |
1.0° |
0.5° |
5,1 milímetros |
||||
AX122-A |
2.0° |
0.9° |
5,2 milímetros |
||||
AX125-A |
5.0° |
2.3° |
5,6 milímetros |
||||
AX1210-A |
10.0° |
4.7° |
6,1 milímetros |
||||
AX1220-A |
20.0° |
10.0° |
7,3 milímetros |
||||
AX1240-A |
40.0° |
29.9° |
10.3 mm |
||||
AX2505-A |
Ø1' (Ø25,4 mm) |
0.5° |
0.2° |
5,1 milímetros |
|||
AX251-A |
1.0° |
0.5° |
5,2 milímetros |
||||
AX252-A |
2.0° |
0.9° |
5,4 milímetros |
||||
AX255-A |
5.0° |
2.3° |
6,1 milímetros |
||||
AX2510-A |
10.0° |
4.7° |
7,2 milímetros |
||||
AX2520-A |
20.0° |
10.0° |
9,6 milímetros |
||||
AX2540-A |
40.0° |
29.9° |
15.7 mm |
O ângulo de desvio é calculado com luz de 532 nm.
b) Cada superfície
Modelo do produto |
Especificação Descrição |
AX1205-A |
lentes conicas, UVFS, 0,5°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 350 - 700 nm |
AX121-A |
lentes conicas, UVFS, 1,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 350 - 700 nm |
AX122-A |
lentes conicas, UVFS, 2,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 350 - 700 nm |
AX125-A |
lentes conicas, UVFS, 5,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 350 - 700 nm |
AX1210-A |
lentes conicas, UVFS, 10,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 350 - 700 nm |
AX1220-A |
lentes conicas, UVFS, 20,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 350 - 700 nm |
AX1240-A |
lentes conicas, UVFS, 40,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), membrana permeável: 350 - 700 nm |
AX2505-A |
lentes conicas, UVFS, 0,5°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 350 - 700 nm |
AX251-A |
lentes conicas, UVFS, 1,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 350 - 700 nm |
AX252-A |
lentes conicas, UVFS, 2,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 350 - 700 nm |
AX255-A |
lentes conicas, UVFS, 5,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 350 - 700 nm |
AX2510-A |
lentes conicas, UVFS, 10,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 350 - 700 nm |
AX2520-A |
lentes conicas, UVFS, 20,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 350 - 700 nm |
AX2540-A |
lentes conicas, UVFS, 40,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 350 - 700 nm |
Lente conica, membrana permeável: 650 - 1050 nm
Estes cones têm comprimentos de onda de membrana permeável que variam de 650 a 1050 nm e são ideais para muitas aplicações de infravermelho próximo (NIR), como captura óptica e cirurgia da córnea.
|
Modelo do produto
|
Diâmetro |
Angulo inferior (α) |
Ángulo de desvio β) a) |
Espessura central (t(c)) |
Revestimento b |
Gráfico de desempenho de membrana permeável b |
Desenhos de referência |
AX1205-B |
Ø1/2' (Ø12,7 mm) |
0.5° |
0.2° |
5,1 milímetros |
650 - 1050 nm R (média) < 0,5% |
|
|
AX121-B |
1.0° |
0.5° |
5,1 milímetros |
||||
AX122-B |
2.0° |
0.9° |
5,2 milímetros |
||||
AX125-B |
5.0° |
2.3° |
5,6 milímetros |
||||
AX1210-B |
10.0° |
4.6° |
6,1 milímetros |
||||
AX1220-B |
20.0° |
9.8° |
7,3 milímetros |
||||
AX1240-B |
40.0° |
29.0° |
10.3 mm |
||||
AX2505-B |
Ø1' (Ø25,4 mm) |
0.5° |
0.2° |
5,1 milímetros |
|||
AX251-B |
1.0° |
0.5° |
5,2 milímetros |
||||
AX252-B |
2.0° |
0.9° |
5,4 milímetros |
||||
AX255-B |
5.0° |
2.3° |
6,1 milímetros |
||||
AX2510-B |
10.0° |
4.6° |
7,2 milímetros |
||||
AX2520-B |
20.0° |
9.8° |
9,6 milímetros |
||||
AX2540-B |
40.0° |
29.0° |
15.7 mm |
O ângulo de desvio é calculado com luz de 850 nm.
b) Cada superfície
Modelo do produto |
Especificação Descrição |
AX1205-B |
lentes conicas, UVFS, 0,5°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX121-B |
lentes conicas, UVFS, 1,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX122-B |
lentes conicas, UVFS, 2,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX125-B |
lentes conicas, UVFS, 5,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX1210-B |
lentes conicas, UVFS, 10,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX1220-B |
lentes conicas, UVFS, 20,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX1240-B |
lentes conicas, UVFS, 40,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX2505-B |
lentes conicas, UVFS, 0,5°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX251-B |
lentes conicas, UVFS, 1,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX252-B |
lentes conicas, UVFS, 2,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX255-B |
lentes conicas, UVFS, 5,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX2510-B |
lentes conicas, UVFS, 10,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX2520-B |
lentes conicas, UVFS, 20,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
AX2540-B |
lentes conicas, UVFS, 40,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), membrana permeável: 650 - 1050 nm |
Lente conica, membrana permeável: 1050 - 1700 nm
Essas lentes conicas têm membranas permeáveis que variam de 1050 a 1700 nm e são ideais para aplicações de infravermelho próximo (NIR). Esta faixa de comprimentos de onda abrange comprimentos de onda para as seguintes aplicações: tomografia de coerência óptica (OCT), captura óptica e perfuração a laser. O uso de lentes conicas nestas aplicações pode aumentar a profundidade de foco do braço da amostra.
Modelo do produto |
Diâmetro |
Canto inferior α) |
Ángulo de desvio β) a) |
Espessura central (t(c)) |
Revestimento
|
Gráfico de desempenho de membrana permeável b |
Desenhos de referência |
AX1205-C |
Ø1/2' (Ø12,7 mm) |
0.5° |
0.2°
|
5,1 milímetros |
1050 - 1700 nm R (média) < 0,5% |
|
|
AX121-C |
1.0° |
0.4° |
5,1 milímetros |
||||
AX122-C |
2.0° |
0.9° |
5,2 milímetros |
||||
AX125-C |
5.0° |
2.2° |
5,6 milímetros |
||||
AX1210-C |
10.0° |
4.6° |
6,1 milímetros |
||||
AX1220-C |
20.0° |
9.7° |
7,3 milímetros |
||||
AX1240-C |
40.0° |
28.4° |
10.3 mm |
||||
AX2505-C |
Ø1' (Ø25,4 mm) |
0.5° |
0.2° |
5,1 milímetros |
|||
AX251-C |
1.0° |
0.4° |
5,2 milímetros |
||||
AX252-C |
2.0° |
0.9° |
5,4 milímetros |
||||
AX255-C |
5.0° |
2.2° |
6,1 milímetros |
||||
AX2510-C |
10.0° |
4.6° |
7,2 milímetros |
||||
AX2520-C |
20.0° |
9.7° |
9,6 milímetros |
||||
AX2540-C |
40.0° |
28.4° |
15.7 mm |
O ângulo de desvio é calculado com luz de 1310 nm.
b) Cada superfície
Modelo do produto |
Especificação Descrição |
AX1205-C |
lentes conicas, UVFS, 0,5°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX121-C |
lentes conicas, UVFS, 1,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX122-C |
lentes conicas, UVFS, 2,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX125-C |
lentes conicas, UVFS, 5,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX1210-C |
lentes conicas, UVFS, 10,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX1220-C |
lentes conicas, UVFS, 20,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX1240-C |
lentes conicas, UVFS, 40,0°, Ø1/2 polegadas (Ø12,7 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX2505-C |
lentes conicas, UVFS, 0,5°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX251-C |
lentes conicas, UVFS, 1,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX252-C |
lentes conicas, UVFS, 2,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX255-C |
lentes conicas, UVFS, 5,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX2510-C |
lentes conicas, UVFS, 10,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX2520-C |
lentes conicas, UVFS, 20,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |
AX2540-C |
lentes conicas, UVFS, 40,0°, Ø1 polegadas (Ø25,4 mm), permeabilidade: 1050 - 1700 nm |