vicino
Scegli il tuo sito
Globale
Mezzi sociali
A differenza delle aperture semplici (che controllano solo la dimensione del raggio), queste piastre fungono da elementi strutturali nei sistemi ottici, fornendo una piattaforma rigida per la manipolazione del raggio mantenendo l'allineamento. Sono disponibili in un'ampia gamma di materiali per soddisfare le esigenze applicative: silice fusa (per trasparenza UV-NIR, 190-2500 nm), N-BK7 (NIR visibile conveniente, 400-2000 nm) e metalli specializzati come il titanio (per applicazioni riflettenti o ad alta temperatura). Le configurazioni tipiche includono fori di diametro 3-5 mm con tolleranze di ±0,1 mm: dimensioni scelte per accogliere i comuni diametri del raggio laser (1-4 mm) riducendo al minimo il taglio del raggio. La posizione del foro può essere completamente personalizzata: centrata (per percorsi del fascio coassiali), fuori asse (per lo spostamento del fascio) o in serie (per sistemi a fascio multiplo), rendendoli adatti a diverse configurazioni, dagli interferometri da laboratorio alle macchine laser industriali.
Lavorazione di fori di precisione per una distorsione minima del fascio : i diametri dei fori standard di 3 mm e 5 mm vengono realizzati utilizzando l'ablazione laser (per substrati di vetro) o la fresatura CNC (per substrati metallici), ottenendo bordi ultra puliti (altezza della bava <3 µm) ed elevata circolarità (deviazione <0,01 mm dal cerchio perfetto). Questa precisione garantisce che il foro agisca come un'apertura pulita, evitando la dispersione del raggio (perdita di diffusione <0,5%) che degraderebbe la qualità dell'immagine o l'accuratezza della misurazione. Sono disponibili dimensioni dei fori personalizzate (da 0,1 mm a 20 mm), con foratura laser che consente fori più piccoli (<1 mm) e fresatura CNC per piastre più grandi e spesse (spessore >10 mm).
Diverse opzioni di materiali su misura per la lunghezza d'onda e l'ambiente :
Silice fusa : ideale per applicazioni UV (190-380 nm) e ad alta potenza, con elevata trasmittanza (>90% a 300 nm) e resistenza ai danni laser (LIDT >10 J/cm² a 355 nm, impulsi da 10 ns). La sua bassa dilatazione termica (0,55 × 10⁻⁶ /°C) lo rende adatto a sistemi a temperatura stabile.
N-BK7 : Conveniente per NIR visibile (400-2000 nm), con trasmittanza (>92% a 550 nm) e buona resistenza meccanica (modulo di Young 82 GPa). Ideale per configurazioni generiche come i combinatori di travi.
Titanio : utilizzato per applicazioni riflettenti o ad alta temperatura, con elevata riflettanza (>85% a 1064 nm) e resistenza termica (temperatura operativa fino a 300°C). La sua resistenza alla corrosione (resistente all'acqua salata e agli acidi) lo rende adatto per ambienti marini o industriali.
Qualità della superficie di livello ottico per una bassa dispersione : le lastre di vetro presentano una finitura superficiale con graffi 60-40 (secondo gli standard MIL-PRF-13830B), il che significa che non ci sono graffi più profondi di 60 µm o scavi (fosse) più grandi di 40 µm. Ciò riduce al minimo la diffusione della luce (perdita di dispersione <1% a 550 nm), fondamentale per i sistemi di imaging in cui la luce diffusa riduce il contrasto. Le piastre metalliche (ad esempio, titanio) hanno una finitura opaca (Ra <1 µm) per ridurre l'abbagliamento nelle applicazioni riflettenti.
Tolleranze dimensionali strette per l'allineamento : la tolleranza dello spessore è ±0,1 mm (ad esempio, piastra spessa 5 mm ±0,1 mm), garantendo una lunghezza del percorso del raggio coerente su più piastre in un sistema. Il parallelismo tra le due superfici piane è ≤5 minuti d'arco (0,083°), impedendo l'inclinazione del fascio (inclinazione <0,1°) che disallineerebbe i componenti a valle. Per i sistemi ad alta precisione (ad esempio, interferometri), il parallelismo può essere ridotto a ≤1 minuto d'arco (0,017°).
Configurazioni personalizzate per esigenze specifiche : oltre ai design standard a foro singolo, le lastre possono essere prodotte con fori multipli (serie da 2 a 100 fori) per sistemi a raggio multiplo (ad esempio, stampa laser). I trattamenti dei bordi includono la smussatura (angoli di 45°, larghezza 0,5 mm) per evitare scheggiature durante il montaggio e l'anodizzazione nera (per piastre metalliche) per ridurre la luce diffusa. Sono inoltre disponibili rivestimenti: rivestimenti AR (per lastre di vetro, riflettanza <0,5% per superficie) per aumentare la trasmissione o rivestimenti ad alta riflessione (HR) (per lastre di metallo, riflettanza >95%) per l'orientamento del raggio.
Combinazione e suddivisione del raggio : consente la trasmissione coassiale di più raggi laser nella spettroscopia e nei sistemi di elaborazione laser. Ad esempio, in una configurazione di spettroscopia Raman, una piastra di silice fusa con un foro di 3 mm combina il laser di eccitazione (532 nm, che passa attraverso il foro) e la luce diffusa Raman raccolta (riflessa dalla superficie rivestita in AR della piastra), indirizzando entrambi a un rilevatore. Questo design coassiale riduce le dimensioni del sistema del 50% rispetto ai combinatori fuori asse.
Integrazione delle piastre d'onda nei sistemi di polarizzazione : consente percorsi del raggio di ritorno in configurazioni sensibili alla polarizzazione (ad es. ellissometri, polarimetri) in cui le piastre d'onda vengono utilizzate per manipolare la polarizzazione. Una piastra con un foro centrato è montata dietro una piastra d'onda: il raggio incidente passa attraverso il foro e la piastra d'onda, si riflette su un campione e ritorna attraverso la piastra d'onda; la superficie piana della piastra riflette quindi il raggio su un rilevatore, evitando la necessità di uno specchio separato.
Filtraggio ottico e controllo dell'apertura : combina il controllo dell'apertura con la selezione della lunghezza d'onda quando si utilizzano substrati di vetro colorato (ad esempio, Schott BG39 per il blocco IR). Ad esempio, una lastra di vetro BG39 con un foro di 4 mm funge sia da filtro IR (blocca >99% di luce >1100 nm) sia da apertura (limita il diametro del fascio a 4 mm), utilizzato nei sistemi di imaging visibile per ridurre il rumore termico derivante dalla luce IR.
Allineamento del sistema e marcatori di riferimento : servono come bersagli di riferimento in complessi ottici (ad es. sistemi di telescopi, laser tracker) per calibrare le posizioni dei componenti. Una piastra con un foro fuori asse (offset di 5 mm) è montata come riferimento fisso: i laser sono allineati per passare attraverso il foro, garantendo che tutti i componenti siano posizionati entro ±0,01 mm dalla posizione di progetto. Ciò riduce il tempo di allineamento del 30-40% rispetto all'utilizzo di più specchi di riferimento.
Dispositivi medici e chirurgia mininvasiva : facilitare l'erogazione del laser e l'imaging nei sistemi endoscopici (ad esempio, chirurgia laparoscopica). Nella punta dell'endoscopio è integrata una piastra in titanio con un foro di 2 mm: il foro trasmette il laser chirurgico (1064 nm) al tessuto, mentre la superficie riflettente della piastra convoglia la luce di imaging (400-700 nm) verso la fotocamera. La biocompatibilità del titanio (conforme agli standard ISO 10993) garantisce la sicurezza per l'uso nel corpo.
La selezione del materiale dipende dalla trasparenza della lunghezza d'onda e dai requisiti applicativi:
UV (190-380 nm) : la silice fusa di grado UV è l'unica scelta, poiché trasmette >90% della luce UV—N-BK7 assorbe >50% della luce UV <300 nm. La silice fusa resiste anche all'ingiallimento indotto dai raggi UV (un problema comune con altri vetri).
Visibile (400-700 nm) : N-BK7 è conveniente e trasmette >92% della luce visibile, rendendolo ideale per l'uso generale. Per i laser visibili ad alta potenza (ad esempio, 532 nm, 10 W), la silice fusa è preferita per il suo LIDT più elevato (>10 J/cm² contro 5 J/cm² per N-BK7).
NIR (700-2500 nm) : vengono utilizzati silice fusa (trasmittanza >90% fino a 2500 nm) o germanio (per medio IR, 2-14 µm, trasmittanza >40% a 10 µm). Il germanio è opaco alla luce visibile, quindi richiede strumenti di allineamento IR.
Applicazioni riflettenti (qualsiasi lunghezza d'onda) : il titanio (riflettanza >85% 400-2000 nm) o il vetro rivestito di alluminio (riflettanza >90% visibile-NIR) sono adatti: il titanio offre una migliore resistenza alla corrosione per l'uso esterno.
I fori centrati (asse del foro = asse ottico della piastra) mantengono i percorsi del fascio coassiali, senza spostamento laterale. I fori fuori asse introducono uno spostamento laterale (Δx), calcolato come: Δx = Offset del foro × sin(θ), dove θ è l'angolo incidente della trave rispetto alla normale della piastra. Ad esempio, una piastra con un offset di 5 mm e θ=10°: Δx = 5 × sin(10°) ≈ 0,87 mm. Questo spostamento è intenzionale in sistemi come i traslatori di trave, in cui la piastra sposta la trave senza cambiarne la direzione. Per evitare un disallineamento involontario, i fori fuori asse devono avere una tolleranza di offset di ±0,05 mm; tolleranze maggiori (±0,1 mm) possono causare una variazione Δx di 0,017 mm, che può disallineare i sistemi a trave piccola (diametro <1 mm).
