Выходные и конечные окна Полупрозрачные рефлекторы

Выходные и конечные окна являются ключевыми компонентами лазерных резонаторов и являются частью процесса генерирования лазерного излучения

Выходные окна - полупрозрачные рефлекторы с коэффициентом отражаемости-пропускаемости (30 до 70%).Используются для вывода лазерного излучения. Изготавливаются в основном из ZnSe.

Конечные окна - полупрозрачные рефлекторы с очень высоким коэффициентом отражаемости-пропускаемости (99.0 до 99.7%).Малая пропускная способность этих оптических элементов позволяет использовать ваттметр для измерения генерируемой мощности излучения.Изготавливаются на основе GaAs, Ge, или ZnSe

Полупрозрачные рефлекторы могут иметь радиусную кривизну поверхности и/или клинообразную форму (чтобы избежать помех от многократных отражений внутри резонатора).Так же могут быть использованы в устройствах ослабления лазерного излучения.

Зеркала Плоские, сферические, рефлекторы

Плоские и сферические зеркала или полные рефлекторы используются в лазерных резонаторах в качестве поворотных зеркал и конечных окон, а помимо резонаторов, в качестве устройств отклонения луча в системах транспортировки лазерного луча.

В качестве основы, для зеркал чаще всего используют силикон (Si); его преимущества – низкая стоимость,высокая прочность и термоустойчивость.

Медь (Cu) используется для высокомощных областей применения при необходимости наличия высокой термопроводимости.

Твердая поверхность молибдена (Mo) делает данный материал идеально пригодным для самых жестких сред. Обычно компоненты из молибдена поставляются без покрытия.

Фазовращатели

Резка металла и другие ответственные технологические операции очень чувствительны к любым изменениям по ширине пропила или в поперечном разрезе. Качество ширины пропила зависит от ориентации поляризации относительно направленности резки. Согласно данной теории, допущение о том, что сфокусированный луч ударяет в рабочую поверхность детали под нормальным углом падения, верно только в самом начале процесса резки.

Как только формируется пропил, луч начинает ударять в метал под большим углом падения. Свет, будучи s-поляризованным, относительно данной поверхности, отражается гораздо сильнее, нежели p-поляризованный свет, что и ведет к качественным изменениям резки. Наличие четвертьволновой (90°) фазовой пластинки на пути прохождения луча, устраняет изменения по ширине пропила, за счет преобразования линейной поляризации в круговую (циркулярную).

Круговая поляризация состоит из равного объема s-поляризации и p-поляризации при направленности любого луча, поэтому состав поляризации по всем осям соударения является одинаковым, и материал вырезается равномерно, вне зависимости от направления резки. Линейно поляризованный луч направлен таким образом, что плоскость поляризации составляет 45° к плоскости падения, и он попадает на фазовую пластинку отражения под углом 45° к нормальному. Отраженный луч имеет круговую поляризацию.

TRZ-рефлекторы Зеркала с нулевым фазовым сдвигом

В процессе транспортировки лазерного луча от резонатора до режущей головки используются несколько отклоняющих зеркал. Как правило, каждое зеркало отклоняет лазерный луч под углом 90 °, что соответствует углу падения 45 °. В этих зеркал, отражательная способность должна быть как можно выше, с тем, чтобы свести к минимуму потери мощности лазера .Кроме того, сдвиг фаз между s- и р- компонентами отраженного луча должно быть максимально низким, насколько это возможно, с тем, чтобы не искажать поляризацию лазерного луча.

Зеркала с таким покрытием устанавливается до или после 90 ° - зеркала – фазовращателя с целью уменьшения искажения фазового сдвига в системах транспортировки лазерного луча.

Сдвиг фазы 0˚ ± 4,0

Зеркала AFTR Оптика для поглощения Р-поляризации

Поглощающий тонкоплёночный отражатель (ATFR) состоит из поляризационного тонкопленочного отражающего покрытия на медной основе (Cu).

Это покрытие предназначено для использования на длине волны @10,6 мкм и угле падения 45 °и предназначено для отражения S-поляризации и поглощения Р-поляризации.

В процессе резания, где материал заготовки имеет высокую отражательную способность, отражение луча от обрабатываемой детали может быть передано через систему транспортировки обратно в резонатор лазера. Это может привести к нестабильной работе резонатора и повреждению оптических элементов.

Качества зеркал с ATFR покрытием, делают их идеальными оптическими элементами для предотвращения нежелательных отражений и поглощения Р-поляризованного лазерного луча при резки меди,латуни или алюминия.

Адаптивная оптика Зеркала с регулируемым радиусом (VRM)

Зеркала с регулируемым радиусом, производимые компанией IIVI, позволяют пользователям динамично изменять характеристики луча в процессе работы. Путем изменения радиуса кривизны водяным давлением, пользователь может регулировать расхождение луча.

Оптика VRM позволяет производить настройку фокусировки по глубине, в процессе обработки материала; в этом случае скорость резки становится оптимальной. Это позволяет производителям систем подвижной оптики, компенсировать изменения фокусной длины в рабочем поле.

Это особенного важно, при больших размерах рабочего стола, где расхождение луча изменяется у линзы в процессе перемещения оптического пути над областью обработки. Зеркало VRM разработано для использования в случаях, когда угол падения близок к нормальному.

Многие системы лазерной резки используют 2 зеркала в качестве телескопической оптики. Телескоп состоит из 1 выпуклого (СX) и 1 вогнутого(CC) зеркала. Замена одного из них на зеркало VRM позволяет получить перечисленные преимущества.

Зеркала с регулируемым радиусом (VRM) изготавливаются из меди (Cu) с разнами типами оптических покрытий.

Оптические элементы системы передачи луча в волоконных лазерах

Оптические элементы в системе волоконной передачи лазерного луча состоят из коллиматорной и фокусирующей линзы.

Коллиматорные линзы располагаются на выходе лазерного излучения из оптического волокна на расстоянии равном ее фокусному. Лазерное излучение на выходе из волокна попадает в коллиматорную линзу, которая преобразует его в параллельный пучок.

Далее лазерное излучение попадает на фокусирующую линзу, главной ролью которой в волоконных лазерах является фокусировка энергии лазерного луча в одной точке на строго определенном расстоянии (фокусное расстояние).

Оптические линзы, применяемые в режущей головке волоконного, лазера изготовлены из кремния (Si) c нанесением специального покрытия для минимизации поглощения и увеличения пропускной способности.

Основная рабочая длина волны 1064 nm ( 1030 nm - 1080 nm )

Защитные стекла для волоконных лазеров

Загрязнение фокусирующей линзы (реже коллиматорной) является главной причиной выхода из строя оптических элементов. Такая ситуация возникает во многих лазерных системах высокой мощности. Брызги расплавленного металла, грязь или дым иногда могут достигать линзы. Для защиты линз используют специальные защитные стекла. Защитные стекла устанавливаются перед линзой и служат барьером между линзой и рабочей зоной.

Материал, из которого изготавливаются защитные стекла, кремний (Si).

Основная рабочая длина волны 1064 nm ( 1030 nm - 1080 nm ).