| 激光反射鏡的簡介 | |
高能激光技術(shù)經(jīng)歷了60年的飛速發(fā)展，激光系統(tǒng)中的反射鏡也承受著越來越高的功率密度，傳統(tǒng)的反射鏡基片材料、表面鍍膜層和表面質(zhì)量標準等已不能適應(yīng)高能激光系統(tǒng)的需要。激光輻射對反射鏡（及其他光學(xué)元件）的損傷主要有三種形式：一是因光吸收導(dǎo)致的熱效應(yīng)；二是短脈沖激光輻射造成的介質(zhì)擊穿；三是超短脈沖材料激光下，因高的峰值功率而直接導(dǎo)致物質(zhì)化學(xué)鍵破壞。因此，反射鏡在傳輸高能激光束時，由于激光輻射作用及反射鏡材料的熱膨脹、局部熱應(yīng)力以及反射鏡固定時的機械應(yīng)力等原因，會使反射鏡面發(fā)生形變，影響光束的傳輸質(zhì)量。 | |
| 激光反射鏡是激光系統(tǒng)中的主要光學(xué)元件，包含單點波長激光反射鏡、寬帶激光反射鏡，在激光光學(xué)系統(tǒng)中起到反射光線、折轉(zhuǎn)光路等作用。廣泛的應(yīng)用在激光打標、激光焊接、激光微加工、非線性光學(xué)和各種以激光為光源的教育科研相關(guān)領(lǐng)域等。激光反射鏡的好壞直接影響著激光系統(tǒng)的性能。 | |
| 激光反射鏡技術(shù)指標 | |
| 在高能激光系統(tǒng)中，制約著反射鏡性能的因素已不單單是反射率，還包括了激光損傷閾值、表面質(zhì)量等。選擇激光反射鏡時，最重要也是最難選擇的是激光損傷閾值。 | |
| 激光損傷閾值 | |
| 激光損傷閾值是衡量一個光學(xué)元件承受光輻射能力的參數(shù)，表示可以承受的最大光功率密度（連續(xù)光源）或最大能量密度（脈沖光源），單位分別是W/cm2和J/cm2。如下圖，是聯(lián)合光科的Zerodur激光線介質(zhì)反射鏡系列產(chǎn)品的激光損傷閾值及其他部分參數(shù)。 | |
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| 圖2 Zerodur激光線介質(zhì)反射鏡參數(shù) | |
| 連續(xù)激光對光學(xué)元件的損傷，主要是由光吸收形成的熱效應(yīng)造成的，損傷閾值由最高可承受的激光功率密度表示。 | |
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| ，單位是W/cm2，如，一個功率為100W的連續(xù)激光，光斑直徑為5mm，則 | |
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這樣求得的是整個光斑上功率密度的平均值。 | |
| 脈沖激光對元件的損傷閾值，通常由最大可承受的脈沖能量密度來表示， | |
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| ，單位是J/cm2，如，一個單位脈沖能量為0.5J的脈沖激光，脈寬為20ns，光斑直徑為5mm，則 | |
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| ，同樣這也是一個平均值。 | |
| 對于脈沖寬度為皮秒(ps)和飛秒(fs)的超快激光，由于在激光脈沖內(nèi)有高的峰值功率和電場強度，其損傷閾值通常無法從納秒脈沖的損傷閾值中計算得到，且損傷機制和脈沖寬度有很大關(guān)系，不易表征。 | |
在判斷激光反射鏡的激光損傷閾值是否滿足要求時，有幾點需要注意： 1. 對于連續(xù)激光，對于連續(xù)激光，為了保險起見，通常在計算得到的激光功率密度上乘2，來表示高斯光束中心區(qū)域的功率密度。 2. 對于連續(xù)激光，光學(xué)元件的激光損傷閾值隨波長成比例關(guān)系，例如，在532nm處的損傷閾值大約是1064nm處閾值的一半。 3. 對于脈沖激光光束，常有一些較高功率的熱點，為了保證反射鏡不被損壞，建議在計算得到的能量或功率密度乘上2或3倍的安全系數(shù)。 4. 對于脈沖寬度在微秒(μs)和納秒(ns)之間的脈沖激光，損傷閾值和脈沖的時域?qū)挾鹊钠椒礁杀壤P(guān)系。例如，一個光學(xué)元件在1μs脈沖下的損傷閾值，是其在10ns脈沖下?lián)p傷閾值的10倍。 5. 若激光脈沖寬度在毫秒(ms)和連續(xù)激光之間，則要同時滿足激光反射鏡的連續(xù)和脈沖激光損傷閾值。 | |
| 表面面型 | |
表面面型偏差指的是光學(xué)元件表面與理想標準面的偏差量，由光圈或表面平整度來表示。聯(lián)合光科提供的激光反射鏡標準品有兩種面型精度，分別是λ/4@632.8nm和λ/10@632.8nm，對于平面反射鏡來說，數(shù)值越小表示表面越平整。 | |
| 表面光潔度 | |
| 表面光潔度，表示光學(xué)表面的劃痕和麻點，越小的值表示劃痕和麻點的尺寸越小。對于激光系統(tǒng)，光學(xué)元件的高表面光潔度尤為重要，可以有效降低光的散射。聯(lián)合光科提供的激光反射鏡具有高表面光潔度，一般優(yōu)于20-10，甚至在10-5范圍內(nèi)。 | |
| 激光反射鏡應(yīng)用和選型 | |
激光反射鏡被應(yīng)用于非常廣泛的領(lǐng)域，包括：激光器、激光設(shè)備、醫(yī)療儀器、光通訊等。聯(lián)合光科可提供多種應(yīng)用于不同工作場景的激光反射鏡，包括： 工作波長：355nm、532nm、1064nm、266-20000nm； 入射角：0°、45°、0-15°、0-45°； 表面面型：λ/4@632.8nm、λ/10@632.8nm； 反射率：具有多種不同高反射率大小的激光反射鏡，通常反射率＞99%； 損傷閾值：不同激光類型有多種不同高損傷閾值的產(chǎn)品，如，500W/cm2for CW laser、5J/cm2for 10nsec pulses等； 反射鏡基底材料：根據(jù)應(yīng)用的波長不同、功率不同、環(huán)境不同等因素，可以選擇不同的反射鏡基底，包括，熔融石英、紫外級熔融石英（UV Fused Silica）、微晶玻璃（Zerodur）、硼硅玻璃（Borofloat® 33）等； 尺寸大小：直徑為12.7mm、25.4mm、50.8mm和12.5mm、25mm、50mm等各種尺寸反射鏡； 選擇激光反射鏡時，以上基底材料、反射率、面型、損傷閾值、相應(yīng)工作環(huán)境等都是需要考慮的因素。 聯(lián)合光科可以提供激光反射鏡標準品如下：詳細請點擊鏈接——激光反射鏡 | |
| 表2 聯(lián)合光科可提供激光反射鏡標準品及應(yīng)用領(lǐng)域 | |
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