Детали блога

I. Подложки оптических линз: количественный выбор ключевых эксплуатационных параметров

Характеристики покрытия неотделимы от свойств подложки. Подложка не только определяет начальную точку для нанесения покрытия, но и ее термодинамические, оптические и механические свойства являются основой для того, сможет ли весь компонент выдерживать высокомощные нагрузки. Выбор подложки требует количественного рассмотрения следующих основных параметров:

• Оптические свойства: Показатель преломления и коэффициент поглощения являются отправными точками для проектирования стека покрытия и оценки тепловой нагрузки. Любое незначительное поглощение (например, 10⁻³ см⁻¹) может вызвать значительные тепловые эффекты при высокой мощности.

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Термодинамические свойства: Теплопроводность определяет скорость рассеивания тепла, а коэффициент теплового расширения (КТР) влияет на величину термического напряжения. Несоответствие КТР подложки и слоя покрытия является основной причиной отказа.

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Механические свойства: Твердость и модуль упругости влияют на сложность обработки и долговечность в эксплуатации.

Кварцевое стекло

Средняя (100 - 300 °C)Общие материалы подложек для высокомощных лазерных систем включают:

• Плавленое кварцевое стекло:

Наиболее широко используемый материал, отличные характеристики от УФ до ближнего ИК диапазона, очень низкий КТР, хорошая термическая стабильность.

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Боросиликатное стекло (например, BK7):

Средняя (100 - 300 °C)

• Пластины из высокоборосиликатного стекла ZMSH

• ~1,7658

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Очень низкийЧрезвычайно высокая твердость и хорошая теплопроводность, для суровых условий, УФ, видимый свет.

Расчет теплового линзирования:

• Для непрерывного лазера мощностью 100 Вт тепловое искажение, возникающее в подложке BK7 с коэффициентом поглощения 1×10⁻³ см⁻¹, может быть в несколько раз больше, чем в подложке из плавленого кварца с коэффициентом поглощения 5×10⁻⁴ см⁻¹.

1. Анализ термического напряжения:

3. Разница в КТР напрямую влияет на термическое напряжение на границе раздела покрытия и подложки. Несоответствие КТР является основной причиной растрескивания или отслаивания покрытия при высокомощном термическом циклировании.

• Порог лазерного повреждения

II. Количественные показатели требований к покрытию

• 1. Порог лазерного индуцированного повреждения (LIDT):Стандарт измерения:

• Соответствует стандарту ISO 21254.Уровни производительности:

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Покрытие методом ионно-ускоренного осаждения (IAD): ~15-25 Дж/см²Покрытие методом ионно-пучкового распыления (IBS): > 30 Дж/см², лучшие процессы могут превышать 50 Дж/см².

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Проблема: Для фемтосекундных лазеров механизм повреждения отличается; LIDT обычно выражается как плотность мощности, требующая уровней от сотен ГВт/см² до ТВт/см².2. Потери на поглощение и рассеяние:

Поглощение:

• Относительно низкая (пористая, ~80-95% от плотности материала)Высокая (>95% от плотности материала)

• Очень высокая (близко к 100% от плотности материала)

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Шероховатость поверхности

Выше (~1-2 нм RMS)

Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.

Очень низкая (< 0,3 нм RMS)

• Контроль напряжений

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Регулируемые (сжимающие или растягивающие напряжения)Обычно контролируемые сжимающие напряжения

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Типичный LIDT

• Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Средний-высокийОчень высокий

Выбор процесса на основе данных:

• Выбирайте IBS:

• 

  Детали блога
  Дом Блог

  Анализ оптического покрытия для линз лазерных систем высокой мощности

  Анализ оптического покрытия для линз лазерных систем высокой мощности

  2026-02-25

  Анализ оптических покрытий для линз высокомощных лазерных систем

   

   

   

  В высокомощных лазерных системах (таких как установки для лазерного термоядерного синтеза, промышленные установки для лазерной обработки и научные сверхмощные сверхбыстрые лазеры) оптические линзы служат не только для направления светового пути, но и являются критически важными узлами для передачи энергии. Непокрытые поверхности линз могут отражать значительную часть энергии и поглощать лазерную энергию, что приводит к нагреву, вызывающему эффекты тепловой линзы и даже необратимые повреждения. Следовательно, высокопроизводительные оптические покрытия являются основной гарантией стабильной, эффективной и безопасной работы высокомощных лазерных систем.

   

   

  

   

   

  I. Подложки оптических линз: количественный выбор ключевых эксплуатационных параметров

   

  Характеристики покрытия неотделимы от свойств подложки. Подложка не только определяет начальную точку для нанесения покрытия, но и ее термодинамические, оптические и механические свойства являются основой для того, сможет ли весь компонент выдерживать высокомощные нагрузки. Выбор подложки требует количественного рассмотрения следующих основных параметров:

   

  • Оптические свойства: Показатель преломления и коэффициент поглощения являются отправными точками для проектирования стека покрытия и оценки тепловой нагрузки. Любое незначительное поглощение (например, 10⁻³ см⁻¹) может вызвать значительные тепловые эффекты при высокой мощности.

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Термодинамические свойства: Теплопроводность определяет скорость рассеивания тепла, а коэффициент теплового расширения (КТР) влияет на величину термического напряжения. Несоответствие КТР подложки и слоя покрытия является основной причиной отказа.

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Механические свойства: Твердость и модуль упругости влияют на сложность обработки и долговечность в эксплуатации.

   

   

  

  Кварцевое стекло

   

   

   

  Средняя (100 - 300 °C)Общие материалы подложек для высокомощных лазерных систем включают:

  • Плавленое кварцевое стекло:

   

   

  

  Наиболее широко используемый материал, отличные характеристики от УФ до ближнего ИК диапазона, очень низкий КТР, хорошая термическая стабильность.

   

   

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Боросиликатное стекло (например, BK7):

  Средняя (100 - 300 °C)

   

  

   

   

  • Пластины из высокоборосиликатного стекла ZMSH

   

   

  

   

   

  Кристаллические материалы:

   

  Такие как кремний (Si), германий (Ge) (для среднего и дальнего ИК диапазона), сапфир (чрезвычайно высокая твердость для экстремальных условий), CaF₂/MgF₂ (для глубокого УФ диапазона). Обычно они дороги и сложны в обработке.	Сравнение ключевых параметров основных подложек для высокомощных лазеров (@1064 нм):	Материал	Показатель преломления @1064 нм	КТР (×10⁻⁷/K)	Теплопроводность (Вт/м·К)
  Средняя (100 - 300 °C)Типичное применение и примечанияСредняя (100 - 300 °C)	Для средней и низкой мощности. Плохие тепловые характеристики, значительное тепловое линзирование.			~1,45	5,5
  Средняя (100 - 300 °C)< 5 × 10⁻⁴Средняя (100 - 300 °C)			BK7		~1,51
  Средняя (100 - 300 °C)1,1Средняя (100 - 300 °C)	Для средней и низкой мощности. Плохие тепловые характеристики, значительное тепловое линзирование.			Синтетический кварц	~1,45
  Средняя (100 - 300 °C)1,38Средняя (100 - 300 °C)	Сверхвысокая чистота, очень низкое содержание металлических примесей (<1 ppm), LIDT на 20-30% выше, чем у обычного плавленого кварца.			Кремний (Si)
  Средняя (100 - 300 °C)26Средняя (100 - 300 °C)	Н/Д	В основном для среднего ИК диапазона 3-5 мкм. Высокая теплопроводность является ключевым преимуществом.			Сапфир (Al₂O₃)

   

   

  • ~1,7658

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Очень низкийЧрезвычайно высокая твердость и хорошая теплопроводность, для суровых условий, УФ, видимый свет.

   

   

  

  Интерпретация данных:

   

   

   

  Расчет теплового линзирования:

   

  • Для непрерывного лазера мощностью 100 Вт тепловое искажение, возникающее в подложке BK7 с коэффициентом поглощения 1×10⁻³ см⁻¹, может быть в несколько раз больше, чем в подложке из плавленого кварца с коэффициентом поглощения 5×10⁻⁴ см⁻¹.

  1. Анализ термического напряжения:

  3. Разница в КТР напрямую влияет на термическое напряжение на границе раздела покрытия и подложки. Несоответствие КТР является основной причиной растрескивания или отслаивания покрытия при высокомощном термическом циклировании.

  • Порог лазерного повреждения

   

  II. Количественные показатели требований к покрытию

  • 1. Порог лазерного индуцированного повреждения (LIDT):Стандарт измерения:

  • Соответствует стандарту ISO 21254.Уровни производительности:

   

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Покрытие методом ионно-ускоренного осаждения (IAD): ~15-25 Дж/см²Покрытие методом ионно-пучкового распыления (IBS): > 30 Дж/см², лучшие процессы могут превышать 50 Дж/см².

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Проблема: Для фемтосекундных лазеров механизм повреждения отличается; LIDT обычно выражается как плотность мощности, требующая уровней от сотен ГВт/см² до ТВт/см².2. Потери на поглощение и рассеяние:

   

   

  

   

   

  Поглощение:

   

  Измеряется с помощью лазерной калориметрии. Высококачественные покрытия IBS требуют потерь на объемное поглощение < 5 ppm (0,0005%), потерь на поверхностное поглощение < 1 ppm.		Рассеяние:
  Средняя (100 - 300 °C)3. Точность спектральных характеристик:Средняя (100 - 300 °C)		Покрытие с высоким отражением (HR):
  Средняя (100 - 300 °C)Средняя (100 - 300 °C)	Покрытие с антибликовым покрытием (AR):		Остаточный коэффициент отражения R < 0,1% (одна поверхность), лучшие образцы требуют R < 0,05% («супер антибликовое покрытие»). Для широкополосных AR-покрытий, используемых в сверхбыстрых лазерных приложениях, требуется R < 0,5% в полосе пропускания в сотни нанометров.Покрытие методом электронно-лучевого испарения
  Средняя (100 - 300 °C)Средняя (100 - 300 °C)	Сравнение параметров процессов нанесения покрытий:		Параметр
  Средняя (100 - 300 °C)Ионно-ускоренное осаждение (IAD)Средняя (100 - 300 °C)			Скорость осаждения
  Средняя (100 - 300 °C)Средняя (0,2 - 2 нм/с)Средняя (100 - 300 °C)			Температура подложки
  Средняя (100 - 300 °C)Высокая (200 - 350 °C)Средняя (100 - 300 °C)	Низкая (< 100 °C)

   

   

  Плотность покрытия

  • Относительно низкая (пористая, ~80-95% от плотности материала)Высокая (>95% от плотности материала)

  • Очень высокая (близко к 100% от плотности материала)

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Шероховатость поверхности

   

   

  

   

   

  Выше (~1-2 нм RMS)

  Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.

  Очень низкая (< 0,3 нм RMS)

  • Контроль напряжений

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Регулируемые (сжимающие или растягивающие напряжения)Обычно контролируемые сжимающие напряжения

   

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Типичный LIDT

  • Когда требования системы предполагают LIDT > 25 Дж/см² и поглощение < 10 ppm, IBS является единственным выбором.Средний-высокийОчень высокий

   

  

  Выбор процесса на основе данных:

   

   

   

  • Выбирайте IBS:

  • 

    Социальные сети

    eric406337393

    Быстрая связь

    О США продукты решения Блог Свяжитесь мы

    продукты

    • субстрат сапфира

    • Сапфир оптически Виндовс

    • Вафля кремниевого карбида

    • Трубка сапфира

    • Субстрат полупроводника

    • Синтетический камень самоцвета

    Быстрый контакт

    Телефон

    86--15801942596

    86--15801942596

    Электронная почта

    Eric-wang@sapphire-substrate.com

    Адрес

    Комната 1-1805, No.1079 улица Дианшанху, район Цинпу, город Шанхай, Китай /201799
    Политика уединения |  Карта сайта

    Качество Китая хорошее субстрат сапфира Поставщик. © авторского права 2019-2026 SHANGHAI FAMOUS TRADE CO.,LTD . Все права защищены.
    eric406337393