dichtbij
Kies uw site
Globaal
Sociale media
In tegenstelling tot lenzen die het licht op één punt concentreren, buigen axicons lichtstralen onder een constante hoek af ten opzichte van de optische as (volgens de wet van Snell), waardoor een conische straal ontstaat die zijn intensiteitsverdeling over lange afstanden behoudt (niet-diffracterend gedrag). Zinkselenide (ZnSe) axicons blinken uit in midden-infrarood (mid-IR) toepassingen (7-12 µm), een golflengtebereik dat cruciaal is voor CO₂-lasers en thermische beeldvorming. Deze axicons bieden nauwkeurige hoekcontrole (fysieke tophoeken van 0,1° tot 2,0°) en uitzonderlijke transmissie (>97% gemiddeld) over het golflengtebereik van 7-12 µm , dankzij de hoge mid-IR-transmissie van ZnSe (>90% bij 10,6 µm) en breedband antireflectiecoatings.
Nauwkeurige apexhoekcontrole : Verkrijgbaar met fysieke tophoeken van 0,1° tot 2,0° (de hoek aan de punt van het conische oppervlak) met een tolerantie van ±0,01°. Dit nauwkeurigheidsniveau bepaalt rechtstreeks de divergentiehoek (β) van de straal, die wordt berekend met behulp van de wet van Snell: β = arcsin(n × sin(α/2)) - α/2, waarbij n de brekingsindex van het substraat is (2,4 voor ZnSe bij 10,6 µm). Een tophoek van 1,0° produceert bijvoorbeeld een divergentiehoek van ~0,7°, waardoor een ring ontstaat met een diameter van 14 mm op een werkafstand van 1 m.
Breedband AR-coatings op beide oppervlakken : zowel de vlakke als de conische oppervlakken zijn voorzien van antireflectiecoatings die zijn geoptimaliseerd voor 7-12 µm, wat een gemiddelde reflectiecoëfficiënt van <1% per oppervlak oplevert. Dit minimaliseert reflectieverliezen (die de ringintensiteit zouden verminderen) en voorkomt terugreflecties die de laserbron kunnen beschadigen (bijvoorbeeld CO₂-lasers). De coatings worden afgezet via verdamping met een elektronenbundel en getest op uniformiteit met behulp van Fourier-transform infrarood (FTIR) spectroscopie.
Hoogwaardige ZnSe-substraten : Gemaakt van zeer zuiver ZnSe (99,99% zuiverheid) om minimale absorptie in het midden-IR te garanderen (absorptiecoëfficiënt <0,005 cm⁻⊃1; bij 10,6 µm) – essentieel voor lasertoepassingen met hoog vermogen, omdat absorptie leidt tot verwarming en mogelijke schade. ZnSe zendt ook zichtbaar licht uit (400-700 nm), waardoor uitlijning met HeNe-lasers (633 nm) mogelijk is zonder extra uitlijningshulpmiddelen.
Nauwe productietoleranties : Gefabriceerd met uiterst nauwkeurige maat- en oppervlaktespecificaties, inclusief oppervlaktevlakheid <λ/2 bij 633 nm (voor het plano-oppervlak), oppervlakteruwheid <20 Å RMS (root mean square, gemeten via atoomkrachtmicroscopie) en diametertolerantie +0,0/-0,05 mm. Deze toleranties zorgen ervoor dat het conische oppervlak symmetrisch is, waardoor ringvervorming (bijvoorbeeld elliptische ringen veroorzaakt door asymmetrische bewerking) wordt voorkomen.
Grote heldere opening en robuust ontwerp : modellen met een diameter van 1' hebben een vrije opening >ø22,86 mm (90% van de totale diameter), waardoor wordt verzekerd dat zelfs grote gecollimeerde balken (tot een diameter van 20 mm) volledig worden benut. De axicons zijn ook ontworpen met een 2 mm dikke plano-basis, die mechanische stabiliteit biedt tijdens de montage en het risico op breuk vermindert (ZnSe is relatief bros, met een Mohs-hardheid van 4).
Laserboren en snijden : Creëer nauwkeurige ringvormige balkprofielen voor materiaalperforatie (bijvoorbeeld het boren van gaten in luchtvaartcomponenten) en snijden (bijvoorbeeld het snijden van keramische substraten). De ringvormige straal levert energie aan de rand van het doel, waardoor de door hitte beïnvloede zones (HAZ) worden verminderd. Bij het boren van gaten van 1 mm in titanium produceert een axicon-gebaseerd systeem bijvoorbeeld een HAZ van <50 µm, vergeleken met 100 µm met een Gauss-straal.
Bessel Beam Generation : Produceert niet-diffracterende Bessel-bundels voor voortplanting over lange afstanden in communicatie in de vrije ruimte (bijv. laserverbindingen tussen satelliet en aarde) en het opvangen van deeltjes (bijv. optische pincetten). Bessel-bundels behouden hun intensiteit over kilometers heen (in vergelijking met Gauss-bundels, die aanzienlijk uiteenlopen), waardoor ze ideaal zijn voor communicatie in de diepe ruimte waar signaalverlies een grote uitdaging is.
CO₂-lasersystemen : Ideaal voor integratie in mid-IR-laserverwerkingsapparatuur (bijv. CO₂-lasers voor het lassen en graveren van kunststof). Bij het lassen van kunststoffen creëert de ringvormige balk een sterke, uniforme lasnaad (in vergelijking met de ongelijke naad van een Gauss-balk), waardoor de sterkte van de componenten van medische hulpmiddelen (bijv. plastic injectiespuiten) wordt verbeterd.
3D-detectie en beeldvorming met gestructureerd licht : Genereer ringvormige of Bessel-vormige gestructureerde lichtpatronen voor dieptekartering (bijv. gezichtsherkenningssystemen) en oppervlakteprofilemetrie (bijv. het meten van halfgeleiderwafeltopografie). Bij gezichtsherkenning zorgt het niet-diffracterende Bessel-patroon ervoor dat kenmerken zelfs op verschillende afstanden (0,5-2 m) worden gedetecteerd, waardoor de nauwkeurigheid wordt verbeterd.
Medische hulpmiddelen : Maak gespecialiseerde lasertoediening mogelijk in de dermatologie (bijvoorbeeld laser resurfacing) en oogheelkunde (bijvoorbeeld de behandeling van glaucoom). In de dermatologie richt de ringvormige straal zich op de buitenste huidlaag (epidermis) zonder de onderliggende dermis te beschadigen, waardoor de hersteltijd wordt verkort. Bij de behandeling van glaucoom creëert het nauwkeurige drainagekanalen in het oog met minimale weefselschade.
De diameter van de uitgangsring (D) hangt af van drie factoren: de tophoek van het axicon (α), de werkafstand (L, afstand van het plano-oppervlak van het axicon tot het doel) en de brekingsindex van het substraat (n). De formule is: D = 2L × tan(β), waarbij β de divergentiehoek van de bundel is (β = arcsin(n × sin(α/2)) - α/2). Als u bijvoorbeeld een ZnSe-axicon (n=2,4) gebruikt met α=1,0° en L=100 mm: β = arcsin(2,4 × sin(0,5°)) - 0,5° ≈ 0,7°, dus D = 2×100×tan(0,7°) ≈ 2,44 mm. Factoren die de diameter veranderen, zijn onder meer temperatuur (veranderingen n enigszins) en collimatie van de ingangsbundel (niet-gecollimeerde bundels vergroten de diametervariatie).
ZnSe-axiconen kunnen vermogensdichtheden met continue golven (CW) tot 10 W/cm⊃2 aan; in het bereik van 7-12 µm (bijv. CO₂-laser van 100 W met een straal met een diameter van 10 mm). Zorg voor een goede koeling om schade te voorkomen. Gebruik een koellichaam (bijvoorbeeld aluminium met thermisch vet, thermische weerstand <0,5°C/W) dat is bevestigd aan de plano-basis van de axicon, aangezien ZnSe een lage thermische geleidbaarheid heeft (18 W/m·K). Vermijd ook gebruik in de buurt van de golflengteranden van de laser (bijvoorbeeld <7 µm of >12 µm voor mid-IR-axicons), omdat de absorptie buiten het optimale bereik toeneemt, wat tot oververhitting leidt.
Terwijl ZnSe-axicons zijn geoptimaliseerd voor mid-IR, zijn axicons beschikbaar voor zichtbare en UV-golflengten met behulp van geschikte substraten. Gebruik voor zichtbare lasers (400-700 nm) N-BK7 of axicons van gesmolten silica (met AR-coatings voor 400-700 nm); deze leveren> 95% transmissie en produceren Bessel-bundels met vergelijkbare niet-diffracterende eigenschappen. Gebruik voor UV-lasers (190-380 nm) axiconen van gesmolten silica van UV-kwaliteit (die bestand zijn tegen door UV veroorzaakte afbraak) met UV AR-coatings. Een UV-axicon (α=0,5°) bij 355 nm produceert bijvoorbeeld een ringdiameter van 1,2 mm bij L=100 mm, ideaal voor UV-lasermicrobewerking.
