צלחות עם חור

סקירת מוצר

שלא כמו פתחים פשוטים (ששולטים רק בגודל האלומה), לוחות אלו משמשים כאלמנטים מבניים במערכות אופטיות, ומספקים פלטפורמה קשיחה למניפולציה של אלומה תוך שמירה על יישור. הם זמינים במגוון רחב של חומרים כדי להתאים לצרכי היישום: סיליקה ממוזגת (לשקיפות UV-NIR, 190-2500 ננומטר), N-BK7 (חסכוני גלוי-NIR, 400-2000 ננומטר), ומתכות מיוחדות כמו טיטניום (ליישומים רפלקטיביים או בטמפרטורה גבוהה). תצורות טיפוסיות כוללות חורים בקוטר 3-5 מ'מ עם סובלנות של ±0.1 מ'מ - גדלים שנבחרו כדי להתאים לקוטר קרן לייזר נפוצה (1-4 מ'מ) תוך מזעור חיתוך קרן. ניתן להתאים אישית את מיקומו של החור: מרוכז (עבור מסלולי אלומה קואקסיאליים), מחוץ לציר (עבור תזוזה של אלומה), או במערכים (עבור מערכות מרובות קרניים), מה שהופך אותם למתאימים להגדרות מגוונות מאינטרפרומטרים במעבדה ועד למכונות לייזר תעשייתיות.

תכונות המוצר

עיבוד חורים מדויק לעיוות קרן מינימלי : קוטר חורים סטנדרטי של 3 מ'מ ו-5 מ'מ נקדחים באמצעות אבלציה בלייזר (עבור מצעי זכוכית) או כרסום CNC (עבור מצעי מתכת), וכתוצאה מכך לקצוות נקיים במיוחד (גובה קוצים <3 מיקרומטר) ומעגליות גבוהה (<0.01 מ'מ סטייה מעיגול מושלם). דיוק זה מבטיח שהחור פועל כפתח נקי, תוך הימנעות מפיזור אלומה (אובדן פיזור <0.5%) שיפגע באיכות התמונה או את דיוק המדידה. גדלי חורים מותאמים אישית (0.1 מ'מ עד 20 מ'מ) זמינים, עם קידוח לייזר המאפשר חורים קטנים יותר (<1 מ'מ) וכרסום CNC עבור לוחות גדולים יותר ועבים יותר (עובי מעל 10 מ'מ).

אפשרויות חומר מגוונות המותאמות לאורך הגל והסביבה :

סיליקה מתמזגת : אידיאלי ליישומי UV (190-380 ננומטר) ויישומי הספק גבוה, עם שידור גבוה (>90% ב-300 ננומטר) ועמידות לנזקי לייזר (LIDT >10 J/cm² ב-355 ננומטר, פולסים של 10 ננומטר). ההתפשטות התרמית הנמוכה שלו (0.55 × 10⁻⁶ /°C) הופכת אותו למתאים למערכות יציבות טמפרטורה.

N-BK7 : חסכוני עבור NIR גלוי (400-2000 ננומטר), עם שידור (>92% ב-550 ננומטר) וחוזק מכני טוב (מודול יאנג 82 GPa). אידיאלי עבור הגדרות למטרות כלליות כמו משלבי קורות.

טיטניום : משמש ליישומים רפלקטיביים או בטמפרטורה גבוהה, עם החזר גבוה (מעל 85% ב-1064 ננומטר) ועמידות תרמית (טמפרטורת עבודה עד 300 מעלות צלזיוס). עמידותו בפני קורוזיה (עמיד בפני מים מלוחים וחומצות) הופכת אותו למתאים לסביבות ימיות או תעשייתיות.

איכות פני השטח בדרגה אופטית לפיזור נמוך : לוחות זכוכית כוללים גימור משטח של 60-40 שריטות (לפי תקני MIL-PRF-13830B), כלומר אין שריטות עמוקות יותר מ-60 מיקרומטר או חפירות (בורות) הגדולות מ-40 מיקרומטר. זה ממזער את פיזור האור (אובדן פיזור <1% ב-550 ננומטר), קריטי עבור מערכות הדמיה שבהן אור תועה מפחית את הניגודיות. לוחות מתכת (למשל, טיטניום) הם בעלי גימור מט (Ra <1 מיקרומטר) כדי להפחית בוהק ביישומים רפלקטיביים.

סובלנות מימדים הדוקים ליישור : סובלנות העובי היא ±0.1 מ'מ (למשל, לוח בעובי 5 מ'מ ±0.1 מ'מ), מה שמבטיח אורך נתיב אלומה עקבי על פני לוחות מרובים במערכת. מקביליות בין שני המשטחים השטוחים היא ≤5 דקות קשת (0.083°), ומונעת הטיית קרן (הטיה <0.1°) שתהיה לא נכון ליישור רכיבים במורד הזרם. עבור מערכות דיוק גבוה (למשל, אינטרפרומטרים), ניתן להדק את המקביליות ל-≤1 דקת קשת (0.017°).

תצורות מותאמות אישית לצרכים מיוחדים : מעבר לעיצובים סטנדרטיים של חורים בודדים, ניתן לייצר לוחות עם מספר חורים (מערכים של 2-100 חורים) עבור מערכות מרובות אלומות (למשל, הדפסת לייזר). טיפולי קצה כוללים שיוף (זוויות של 45°, רוחב 0.5 מ'מ) למניעת סתתים במהלך ההרכבה ואנודיזציה שחורה (ללוחות מתכת) להפחתת אור תועה. ציפויים זמינים גם: ציפוי AR (לצלחות זכוכית, <0.5% החזר לכל משטח) להגברת ההעברה, או ציפויים בעלי השתקפות גבוהה (HR) (ללוחות מתכת, החזר של מעל 95%) להיגוי קרן.

יישומים

שילוב ופיצול קרן : אפשר שידור קואקסיאלי של קרני לייזר מרובות במערכות ספקטרוסקופיה ועיבוד לייזר. לדוגמה, במערך ספקטרוסקופיה של ראמאן, לוח סיליקה מאוחה עם חור של 3 מ'מ משלבת את לייזר עירור (532 ננומטר, עובר דרך החור) ואת האור המפוזר של ראמאן שנאסף (המוחזר מהמשטח המצופה AR של הצלחת), ומפנה את שניהם לגלאי. עיצוב קואקסיאלי זה מקטין את גודל המערכת ב-50% בהשוואה לשילובים מחוץ לציר.

שילוב לוחות גלים במערכות קיטוב : אפשר מסלולי אלומה חוזרים בהגדרות רגישות לקיטוב (למשל, אליפסומטרים, מדי קוטב) שבהם לוחות גל משמשים כדי לתפעל את הקיטוב. לוח עם חור ממורכז מותקן מאחורי לוח גלים: האלומה הפוגעת עוברת דרך החור ולוח הגל, משקפת דגימה וחוזרת דרך לוחית הגל - המשטח השטוח של הלוח מחזיר את האלומה לגלאי, ומונע את הצורך במראה נפרדת.

סינון אופטי ובקרת צמצם : שלב בקרת צמצם עם בחירת אורך גל בעת שימוש במצעי זכוכית צבעוניים (למשל, Schott BG39 לחסימת IR). לדוגמה, לוח זכוכית BG39 עם חור של 4 מ'מ פועל גם כמסנן IR (חוסם >99% מהאור >1100 ננומטר) וגם כפתח (מגביל את קוטר האלומה ל-4 מ'מ), המשמש במערכות הדמיה גלויות להפחתת רעש תרמי מאור IR.

יישור מערכת וסמני התייחסות : משמשים כמטרות ייחוס במכלולים אופטיים מורכבים (למשל, מערכות טלסקופ, עוקבי לייזר) כדי לכייל מיקומי רכיבים. לוח עם חור מחוץ לציר (היסט של 5 מ'מ) מותקן כנקודת ייחוס קבועה - לייזרים מיושרים לעבור דרך החור, ומבטיחים שכל הרכיבים ממוקמים בטווח של ±0.01 מ'מ ממיקום התכנון שלהם. זה מקטין את זמן היישור ב-30-40% בהשוואה לשימוש במספר מראות התייחסות .

מכשירים רפואיים וניתוחים זעיר פולשניים : הקלה על מתן לייזר והדמיה במערכות אנדוסקופיות (למשל, ניתוח לפרוסקופי). לוח טיטניום עם חור של 2 מ'מ משולבת בקצה האנדוסקופ: החור מעביר את הלייזר הניתוחי (1064 ננומטר) לרקמה, בעוד המשטח הרפלקטיבי של הצלחת מעביר את האור הדמיה (400-700 ננומטר) בחזרה למצלמה. התאימות הביולוגית של הטיטניום (עומדת בתקני ISO 10993) מבטיחה בטיחות לשימוש בגוף.

שאלות נפוצות

אילו חומרים מתאימים ביותר לטווחי אורכי גל שונים, ולמה?

בחירת החומר תלויה בשקיפות אורך הגל ובדרישות היישום:

UV (190-380 ננומטר) : סיליקה מאוזכת בדרגת UV היא הבחירה היחידה, מכיוון שהיא משדרת >90% מאור UV - N-BK7 סופג >50% מאור UV <300 ננומטר. סיליקה ממוזגת גם מתנגדת להצהבה המושרה ב-UV (בעיה שכיחה במשקפיים אחרים).

גלוי (400-700 ננומטר) : N-BK7 הוא חסכוני ומעביר יותר מ-92% מהאור הנראה, מה שהופך אותו לאידיאלי לשימוש למטרות כלליות. עבור לייזרים גלויים בעלי הספק גבוה (לדוגמה, 532 ננומטר, 10 W), סיליקה ממוזגת מועדפת עבור ה-LIDT הגבוה שלו (>10 J/cm² לעומת 5 J/cm² עבור N-BK7).

NIR (700-2500 ננומטר) : נעשה שימוש בסיליקה ממוזגת (העברה מעל 90% עד 2500 ננומטר) או גרמניום (עבור אמצע IR, 2-14 מיקרומטר, העברה של מעל 40% ב-10 מיקרומטר). גרמניום אטום באור נראה, ולכן הוא דורש כלי יישור IR.

יישומים רפלקטיביים (כל אורך גל) : טיטניום (השתקפות>85% 400-2000 ננומטר) או זכוכית מצופה אלומיניום (השתקפות>90% גלוי-NIR) מתאימים - טיטניום מציע עמידות טובה יותר בפני קורוזיה לשימוש חיצוני.

כיצד מיקום החור (מרוכז לעומת מחוץ לציר) משפיע על יישור האלומה, וכיצד לחשב תזוזה?

חורים ממורכזים (ציר חור = ציר אופטי לוח) שומרים על נתיבים של אלומה קואקסיאלית, ללא תזוזה רוחבית. חורים מחוץ לציר מציגים תזוזה רוחבית (Δx), המחושבת כך: Δx = היסט חור × sin(θ), כאשר θ היא זווית הפגיעה של האלומה ביחס לנורמה של הלוח. לדוגמה, לוח עם היסט של 5 מ'מ ו-θ=10°: Δx = 5 × sin(10°) ≈ 0.87 מ'מ. תזוזה זו היא מכוונת במערכות כמו מעבירי קרן, שבהן הלוח מזיז את הקרן מבלי לשנות את הכיוון שלה. כדי למנוע חוסר יישור לא מכוון, לחורים מחוץ לציר חייבים להיות סובלנות היסט של ±0.05 מ'מ - סובלנות גדולה יותר (±0.1 מ'מ) יכולה לגרום לשינוי Δx של 0.017 מ'מ, מה שעלול ליישור מערכות קורות קטנות (קוטר פחות מ-1 מ'מ).