Hoe laseroptiek beschermen tegen de gevaren van UV-schade?

Laseroptiek is een belangrijk onderdeel van veel soorten lasers, waaronder commerciële, industriële, medische en wetenschappelijke lasers. UV-laseroptiek heeft echter vaak een beperkte levensduur vanwege twee belangrijke redenen: door laser geïnduceerde contaminatie (LIC) en UV-vermoeidheid. LIC wordt veroorzaakt door de afzetting van ongewenst materiaal op het oppervlak van de optiek, terwijl UV-vermoeidheid wordt veroorzaakt door opgehoopt materiaal. Blootstelling aan UV-licht kan schade aan de optiek veroorzaken. Na verloop van tijd verminderen deze twee schadeprocessen de prestaties van de optiek.

 

 

Wat is lasergeïnduceerde besmetting (LIC)
Optische componenten kunnen vervuild raken wanneer UV-lasers interageren met deeltjes, waterdamp, organisch materiaal en andere verontreinigingen in het systeem. Deze verontreinigingen kunnen afkomstig zijn van omgevingslucht, optomechanische apparatuur en andere materialen in het systeem. Hoewel mitigatiemethoden zoals droge stikstofventilatie nuttig zijn, kunnen ze nog steeds tot LIC leiden. Elke ophoping van deeltjes blokkeert het lichtpad, vermindert de functionaliteit van de componenten en kan de laserschadedrempel van de optiek verlagen.

 

Vanwege de lage thermische geleidbaarheid treedt er vaak condensatie op optische oppervlakken op. Deze gecondenseerde watermoleculen kunnen vervolgens interageren met de laser en het oppervlaktemateriaal, waardoor LIC wordt geïnitieerd. Bovendien leiden gasvormige emissies en andere moleculaire verontreinigingen in de lucht vaak tot de vorming van op koolstof gebaseerde afzettingen op optische oppervlakken. De boomachtige groei van LIC kan worden waargenomen in Figuur 1.

 

Wat is UV-vermoeidheid?
Naast door het milieu veroorzaakte LIC zijn materialen die in coatings en substraten worden gebruikt in de loop van de tijd onderhevig aan degradatie als gevolg van optische vermoeidheidsprocessen, zelfs als de intensiteit van de lichtbron onder de door laser geïnduceerde schadedrempel (LIDT) ligt.

 

Het concept van UV-vermoeidheid kan worden vergeleken met het inbinden van een boek. Zelfs licht gebruik kan slijtage veroorzaken. UV-vermoeidheidsexperimenten uitgevoerd door Edmund Optics hebben aangetoond dat UV-laserblootstelling onder bepaalde omstandigheden, zoals vacuüm, UV-vermoeidheidseffecten kan veroorzaken. Het verschil tussen LIC- en UV-vermoeidheid is dat LIC een cumulatief proces is, terwijl vermoeidheid de schade aan licht is. materiaal, waardoor verkleuring of andere intrinsieke veranderingen ontstaan ​​die zelfs tot verwijdering van het materiaal kunnen leiden.

 

Twee fenomenen die de omstandigheden en mechanismen bepalen voor aanzienlijke verslechtering van de optische prestaties liggen onder de schadedrempel voor enkele puls in het laserbereik met korte puls.

 

Het eerste mechanisme is gebaseerd op veranderingen in de brekingsindex, waardoor een lenseffect ontstaat dat de lokale lichtintensiteit op het optische element verhoogt.

 

Het tweede mechanisme omvat de vorming van foto-geïnduceerde defecten door de vorming van zelfopgesloten excitonen, wat leidt tot de accumulatie van absorptiecentra en verlies van optische werkzaamheid.

 

 

Zowel LIC als optische vermoeidheid kunnen, zij het in mindere mate, voorkomen bij lasers op zichtbare en infrarode golflengten. De hoge energie van UV-fotonen zorgt er echter voor dat deze effecten vaker voorkomen in systemen die in dit spectrale bereik uitzenden.

 

 

 

Hoe laseroptiek beschermen tegen de gevaren van UV-schade?
Eén manier om laseroptiek te beschermen tegen UV-schade is het gebruik van beschermende coatings. Deze coatings zijn ontworpen om de penetratie van UV-straling te blokkeren en te beschermen tegen de schadelijke effecten ervan. Enkele van de meest populaire coatings zijn antireflectiecoatings (die de hoeveelheid UV-straling die de lens bereikt verminderen) en anti-UV-coatings (die UV-straling volledig blokkeren).

 

Een andere manier om laseroptiek tegen UV-schade te beschermen, is door ze op de juiste manier op te slaan. Als lenzen niet worden gebruikt, moeten ze in een donkere omgeving worden bewaard, uit de buurt van UV-straling. Bovendien moeten lenzen worden bewaard op een schone, droge plaats, vrij van vuil of vocht dat na verloop van tijd schade zou kunnen veroorzaken.

 

Regelmatig schoonmaken is ook belangrijk om uw laseroptiek in goede staat te houden en te beschermen tegen UV-schade. Voor een goede reiniging moet u een zachte doek of borstel gebruiken om vuil van de lens te verwijderen en deze vervolgens voorzichtig wassen met een milde reinigingsoplossing. Het is belangrijk om te voorkomen dat de lens wordt blootgesteld aan agressieve chemicaliën of oplosmiddelen die onherstelbare schade kunnen veroorzaken.

 

 

Samenvattend is het beschermen van laseroptiek tegen UV-schade van cruciaal belang voor het behoud van hun prestaties en het verlengen van hun levensduur. Door het gebruik van beschermende coatings, juiste opslag en regelmatige reiniging kan de laseroptiek jarenlang in topconditie blijven.

​