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A diferencia de los espejos convencionales que se basan en una estricta alineación de la superficie para mantener la dirección del haz, estos retrorreflectores utilizan tres superficies reflectantes de alta precisión mutuamente perpendiculares (típicamente pulidas a 20-10 clases de rayos) para lograr una deviación de rayos de 180 ° a través de la reflexión interna total (TIR) o los recubrimientos metálicos depositados al vacío. Este diseño geométrico único elimina la necesidad de una realineación constante, lo que los hace indispensables en las aplicaciones donde las vibraciones ambientales, las fluctuaciones de temperatura o la operación remota hacen que la alineación constante sea desafiante o que consiga mucho. Por ejemplo, los retrorreflectores de cubo de esquina TechSpec® N-Bk7 de Edmund Optics están diseñados con tolerancias dimensionales ultra altos (± 0.01 mm en la perpendicularidad de la superficie) y ofrecen un rendimiento confiable a través de un rango de longitud de onda de 400-2200 nm , que se extienden visibles para los sistemas de laboratorio (NIR) que se llevan a cabo de manera adecuada para los empleados de laboratorios, de los sistemas opoticales de laboratorio. Equipo de topografía al aire libre.
Control de desviación del haz superior : los cubos de esquina de alta calidad logran la desviación del haz tan baja como <5 arcSec (arcosegundos), una especificación crítica para las mediciones de precisión donde incluso los cambios angulares minuciosos pueden introducir errores significativos (por ejemplo, en el rango de láser de larga distancia). Este nivel de control garantiza una pérdida de señal mínima y mantiene la precisión de la medición dentro de ± 0.1 mm durante 100 metros.
Opciones de recubrimiento dual : Disponible con dos tratamientos de superficie primarios: superficies sin recubrimiento, que se basan en TIR para entregar> 99% de reflectividad para longitudes de onda donde el sustrato (p. Ej. desalineación en entornos al aire libre o industrial.
Sustratos duraderos : construido a partir de vidrio N-BK7, un material reconocido por su excelente estabilidad mecánica (módulo de Young de 82 GPa) y claridad óptica (transmitancia> 92% a 550 nm). Algunos modelos de grado industrial cuentan con abrigos negros protectores en superficies no reflectantes, que no solo reducen la luz parásita sino que también aumentan el diámetro general en 30-60 µm para mejorar el agarre mecánico durante el montaje.
Rango de apertura amplia : se ofrece en tamaños de 7.16 mm (modelos en miniatura para dispositivos compactos) a 76.2 mm (versiones de gran apertura para láseres de alta potencia), con una apertura clara 95% clara , lo que significa que solo el 5% del diámetro total está ocupado por los bordes de montaje, lo que garantiza la utilización máxima del haz.
Resistencia ambiental : diseñada para resistir las condiciones de funcionamiento duras, incluidas las fluctuaciones de temperatura (-40 ° C a +80 ° C para modelos estándar) y el estrés mecánico (resistente a 500 N de fuerza de compresión). La combinación de sustratos robustos y recubrimientos protectores evita que la degradación de la humedad (hasta el 95% de la humedad relativa) y la exposición química menor (p. Ej., Polvo industrial, solventes suaves).
Terreno y geodesia : esencial para los equipos de topografía de tierras, como estaciones totales y receptores GPS, donde permiten mediciones de distancia precisas en rangos largos (hasta 10 km) reflejando pulsos láser de regreso a la fuente. En proyectos geodéticos (p. Ej., Monitoreo de placas tectónicas), se combinan con sistemas láser basados en satélite (SLR) para rastrear los movimientos de tierra con precisión a nivel de milímetro.
Interferometría láser : se usa en líneas de retraso ópticas e interferómetros de Michelson, donde la alineación consistente del haz es crítica para medir pequeños desplazamientos (hasta nanómetros) en la fabricación de semiconductores o la detección de ondas gravitacionales. Por ejemplo, en la inspección de obleas de semiconductores, ayudan a calibrar los movimientos de la etapa para garantizar la precisión de posicionamiento de <10 nm.
Sistemas LIDAR automotrices : proporcione una reflexión confiable para la detección de distancia en vehículos autónomos, donde los sensores LiDAR utilizan retrorreflectores como puntos de referencia para mapear los alrededores y evitar colisiones. Su amplio ángulo de aceptación asegura la detección incluso cuando el vehículo está en ángulo al reflector (por ejemplo, en intersecciones).
Navegación aeroespacial : integrado en aeronaves (por ejemplo, aviones comerciales) y sistemas satelitales (por ejemplo, satélites de órbita de baja tierra) para el seguimiento de posición y la alineación orbital. En aplicaciones satelitales, a menudo se montan en paneles externos para reflejar las señales láser de las estaciones terrestres, lo que permite la determinación de la órbita con una precisión de <10 cm.
Metrología industrial : garantizar la precisión en las herramientas de medición dimensionales, como las máquinas de medición de coordenadas (CMMS) y los escáneres láser, donde actúan como objetivos de referencia para calibrar los volúmenes de medición. En la fabricación de automóviles, se utilizan para verificar las dimensiones de los paneles del cuerpo del automóvil con tolerancia de ± 0.05 mm.
Los cubos de esquina sin recubrimiento se basan en la reflexión interna total, que ofrece una mayor reflectividad (> 99%) para las longitudes de onda dentro del rango óptimo del sustrato (por ejemplo, 400-2200 nm para N-BK7) pero tiene un ángulo de aceptación más estrecho (± 8 °). Las versiones recubiertas de plata, por el contrario, tienen un ángulo de aceptación más amplio (± 15 °) y funcionan en un rango de longitud de onda más amplio (200-2000 nm) pero ofrecen reflectividad ligeramente menor (95-98%). Por ejemplo, en la topografía al aire libre (donde la desalineación es común), se prefieren los cubos recubiertos, mientras que los cubos no recubiertos son ideales para la interferometría de laboratorio (donde se puede lograr la alineación de precisión).
El sustrato N-BK7 utilizado en la mayoría de los cubos de esquina tiene un bajo coeficiente de expansión térmica (7.1 × 10⁻⁶ /° C), que minimiza los cambios dimensionales a través de las temperaturas de funcionamiento típicas (-40 ° C a +80 ° C). Esta estabilidad térmica asegura que la perpendicularidad de las superficies reflectantes permanezca dentro de ± 0.001 °, lo que resulta en cambios de desviación del haz de <0.5 arcsec, negligibles para la mayoría de las aplicaciones. Para entornos de temperatura extrema (por ejemplo, aeroespacial), están disponibles sustratos especializados como la sílice fundida (coeficiente de expansión térmica 0.55 × 10⁻⁶ /° C).
Sí, pero los umbrales de daño inducidos por láser (LIDT) deben considerarse para evitar la degradación de la superficie. La mayoría de los cubos de esquina N-BK7 estándar (sin recubrimiento) manejan densidades de potencia de onda continua (CW) de hasta 5 w/cm² a 810 nm, mientras que las versiones recubiertas de plata pueden soportar hasta 3 w/cm² (debido a una mayor absorción en la capa metálica). Para aplicaciones de alta potencia (por ejemplo, láseres de 100 W), se recomiendan modelos de alta lámina con recubrimientos dieléctricos (LIDT> 20 W/cm² a 1064 nm).
El mantenimiento regular se centra en mantener limpias las superficies reflectantes y libres de contaminación. Use el tejido de la lenta sin lenta amortiguada con alcohol isopropílico de grado reactivo (99.9% de pureza) para limpiar suavemente las superficies, evitan movimientos circulares para evitar rascarse. Nunca toque superficies reflectantes con manos desnudas, ya que los aceites de piel pueden causar manchas permanentes; Use guantes de nitrilo al manejar. Para entornos industriales, inspeccione mensualmente la acumulación de polvo y limpie según sea necesario; En entornos de laboratorio, las inspecciones trimestrales son suficientes.
