このアプリケーションに求められるもの
レーザー光学系は、反射ではなく吸収によって制限されます。低出力では完璧に機能するコーティングでも、高出力では破壊される可能性があります。これは、エネルギーの数パーセントが層に吸収されて熱に変わり、コーティング自体のスペクトルが変化し、損傷が加速されるためです。したがって、レーザー経路内のすべてのものは、公称反射率のみを中心とするのではなく、損傷閾値、吸収、および波面の品質を中心に指定されます。
基材の品質はコーティングと同じくらい重要です。高フルエンス下では内部欠陥や介在物が損傷部位となり、表面の傷がフィールドを集中させます。これは、安価な材料よりも石英ガラスを推奨することが最も多く、波長のみではなく実際のパルス持続時間と繰り返し率を求める用途です。
弊社が推奨する仕様
| コンポーネント | 代表的な仕様 | なぜ |
|---|---|---|
| レーザーウィンドウ | UV グレードの溶融シリカ、両面 AR コーティング、高 LIDT デザイン | 低い吸収と低い介在物密度により、損傷閾値が高く保たれます |
| 高反射ミラー | 99.5 % を超える誘電率、指定された角度にわたって最適化 | 誘電体スタックは、高出力時の金属コーティングの吸収を回避します。 |
| 集束および配信光学系 | 厳密な波面制御、コーティング後は λ/10 までの平坦性 | 作業面でのビームプロファイルの歪みを防止 |
| 保護窓 | AR コーティングされた溶融シリカ、交換可能、ハウジングに密閉 | 背後にあるより高価な光学部品を犠牲に保護 |
設計の対象となる障害モード
熱レンズは、コーティングが基板を加熱するのに十分なエネルギーを吸収し、コーティングの形状、ひいてはコーティングが照射するビームを変化させるときに発生します。この症状はレーザーが温まるにつれて焦点が移動することであり、コーティングの厚さを増やすのではなく吸収を減らすことで解決されます。コーティングの損傷は通常、小結節、ピンホール、洗浄痕などの欠陥から始まります。そのため、成膜そのものと同じくらい洗浄と取り扱いのプロトコルが重要です。
角度と偏光の感度が 3 番目の要素です。非偏光に対して 45° で最適化されたスタックは、大きく異なる可能性がある s 曲線と p 曲線に分かれます。アプリケーションが偏光ビームを使用する場合、コーティングは特にその状態に合わせて最適化する必要があります。
よくある質問
どのくらいのダメージ閾値を達成できますか?
それはコーティングの種類、波長、パルス方式によって異なります。動作パラメータを指定していただくと、一般的な数値を引用するのではなく、それらに適した設計に基づいて引用します。
レーザーにはホウケイ酸塩よりも溶融シリカが好まれるのはなぜですか?
より低い吸収、より高い損傷しきい値、より優れた UV 透過性、およびはるかに低い熱膨張 - 光学素子が実際のパワーを伝達すると、これらすべてが重要になります。