dichtbij
Kies uw site
Globaal
Sociale media
De Herriott-celspiegels van Thorlabs - een veel voorkomend type concave spiegel met gat - hebben een buitendiameter van 1 'of 2' met gecentreerde of buiten de as gelegen gaten (diameters van 3 mm tot 4 mm) en verbeterde goudcoatings in het midden-infrarood (midden-IR). Deze coatings bieden >98% gemiddelde reflectie van 2-20 µm, een golflengtebereik dat cruciaal is voor gasspectroscopie (bijvoorbeeld het detecteren van CO₂, methaan) en krachtige mid-IR-lasers. Het concave oppervlak van de spiegel heeft een precieze kromtestraal (ROC), doorgaans 1 tot 5 m voor Herriott-cellen, waardoor de stralen meerdere keren in de holte reflecteren, terwijl de uitlijning behouden blijft.
Geoptimaliseerde Mid-IR-reflectiviteit : Verbeterde goudcoatings (met een chroomadhesielaag van 5 nm en een goudlaag van 100 nm) leveren >95% absolute reflectie over 2-20 µm – aanzienlijk hoger dan standaard goudcoatings (die dalen tot 90% bij 20 µm). De coatings worden afgezet via thermische verdamping in een hoogvacuümomgeving (<10⁻⁶ Torr) om uniformiteit te garanderen en de absorptie te minimaliseren (absorptie <2% bij 10,6 µm), cruciaal voor multi-pass-systemen waarbij elke reflectie bijdraagt aan signaalverlies.
Nauwkeurige plaatsing en bewerking van gaten : Verkrijgbaar met twee gatconfiguraties: gecentreerde gaten (ø3 mm voor 1' spiegels, ø4 mm voor 2' spiegels) voor eenvoudige straalinjectie, en gaten buiten de as (5-10 mm verschoven vanaf het midden) voor het maximaliseren van de padlengte in Herriott-cellen. De gaten worden geboord met behulp van laserbewerking (voor glazen substraten) of ultrasoon boren (voor metalen substraten), wat resulteert in zuivere randen (braam <5 µm) en loodrechtheid op het spiegeloppervlak (<0,1° afwijking) - voorkomt bundelafbuiging bij het gat.
Thermische stabiliteit voor toepassingen met hoog vermogen : Gemaakt van UV-gesmolten silicasubstraten, die een lage thermische uitzettingscoëfficiënt (0,55 × 10⁻⁶ /°C) en een hoge thermische geleidbaarheid (1,4 W/m·K) hebben. Deze stabiliteit minimaliseert veranderingen in de kromtestraal (ROC-variatie <0,1% over -40°C tot +80°C), waardoor een consistente straalfocussering wordt gegarandeerd, zelfs in systemen met hoog vermogen (bijvoorbeeld 100 W CO₂-lasers). Voor extreme temperaturen zijn saffiersubstraten (thermische uitzetting 5,0 × 10⁻⁶ /°C) verkrijgbaar.
Beschermende overjas voor milieuduurzaamheid : De gouden coating is afgedekt met een 10 nm SiO₂ beschermende overlaag, die de weerstand tegen vocht (95% relatieve vochtigheid gedurende 1000 uur zonder aantasting) en mechanische slijtage (Mohs-hardheid verhoogd van 2,5 naar 5) verbetert. Deze deklaag vermindert ook de verstrooiing aan het coatingoppervlak (verstrooiingsverlies <0,5% bij 10,6 µm), waardoor de signaal-ruisverhouding bij spectroscopie wordt verbeterd.
Grote vrije opening en ROC-toleranties : Modellen met een diameter van 1' hebben een vrije opening van >ø22 mm (88% van de buitendiameter), waardoor wordt verzekerd dat de bundels het grootste deel van het reflecterende oppervlak benutten. De kromtestraal (ROC) is machinaal bewerkt met een tolerantie van ±0,5% (bijv. 1 m ROC ±5 mm), wat van cruciaal belang is voor Herriott-cellen; kleine ROC-variaties kunnen het aantal reflecties (en dus de padlengte) met 10-20% verminderen. de vlakheid van het concave oppervlak is <λ/4 bij 633 nm, waardoor golffrontvervorming wordt geminimaliseerd.
Herriott Cells and Gas Sensing : Maak lange optische padlengtes (tot 100 m) in compacte holten (volume <1 L) mogelijk voor gasspectroscopie. Bij omgevingsmonitoring detecteren Herriott-cellen met concave spiegels met gat sporengassen (bijvoorbeeld methaan in concentraties zo laag als 1 ppm) door de absorptie van mid-IR-licht te meten. Door het gat kan de laserstraal de cel binnendringen, 50 tot 100 keer reflecteren op de concave spiegels en naar buiten gaan voor detectie.
Laserholtes en resonatoren : Vergemakkelijken van straalinjectie en -extractie in laserresonatoren met hoge finesse (bijv. diodegepompte vastestoflasers, DPSSL's). In een DPSSL-holte laat het gat in de spiegel de pompstraal het versterkingsmedium binnendringen (bijvoorbeeld Nd:YAG-kristal), terwijl het concave oppervlak de laserstraal (1064 nm) reflecteert om de resonator te vormen. Dit ontwerp elimineert de noodzaak voor afzonderlijke straalsplitsers, waardoor de verliezen in de caviteit worden verminderd.
Raman-spectroscopie : Verbeter de signaalverzameling in Raman-spectroscopiesystemen, die moleculaire trillingen detecteren door verstrooid licht te meten. De concave spiegel met gat focust de excitatielaser (bijvoorbeeld 532 nm) via het gat op het monster en verzamelt en reflecteert vervolgens het Raman-verstrooide licht (verschoven golflengten) naar een detector. Deze configuratie verhoogt de signaalintensiteit met 50-100% in vergelijking met platte spiegels.
Telecomtests en optische vertragingslijnen : Creëer gecontroleerde optische vertragingslijnen voor het testen van glasvezelcomponenten (bijv. modulators, versterkers). Door de afstand tussen twee concave spiegels met gat aan te passen, kan de straalpadlengte (en dus de vertraging) worden afgesteld van 10 cm tot 10 m – cruciaal voor het testen van de signaalvoortplanting in langeafstandstelecommunicatienetwerken (bijvoorbeeld 10 Gbps-systemen).
Materiaalverwerking met krachtige lasers : focus en richt laserstralen met hoog vermogen bij boor-, las- en markeertoepassingen. Bij het laserboren van onderdelen uit de lucht- en ruimtevaartsector (bijvoorbeeld turbinebladen) focust het concave oppervlak van de spiegel de straal (bijvoorbeeld een fiberlaser van 1 kW) op een punt van 50 µm, terwijl het gat koelvloeistof doorlaat, waardoor thermische schade aan de spiegel wordt voorkomen.
Gaten buiten de as maken aanzienlijk langere padlengtes mogelijk door meer van het reflecterende oppervlak van de spiegel te gebruiken. In een Herriott-cel met gaten in het midden reflecteren de bundels in een lineair patroon (heen en weer tussen spiegels), waardoor het aantal reflecties wordt beperkt (doorgaans 20-30). Bij gaten buiten de as volgen de balken een elliptisch pad, waarbij ze 50 tot 100 keer reflecteren, waardoor de padlengte wordt verdubbeld of verdrievoudigd (bijvoorbeeld 50 m versus 20 m voor een cel van 1 L). Deze langere padlengte verbetert de gasdetectiegevoeligheid (verlaag de detectielimieten met 2-3x), maar vereist een nauwkeurigere uitlijning (hoektolerantie van ± 0,01°).
De achterkant van het gat (tegenover het reflecterende oppervlak) is voorzien van afschuiningen van 60° met een diameter van 6,5-8,0 mm. Afschuiningen dienen twee belangrijke doelen: ten eerste voorkomen ze bundelverstrooiing door scherpe randen van gaten (wat ruis zou introduceren bij spectroscopie), en ten tweede leiden ze de bundel in/uit de spiegel zonder extra optica (bijv. collimatoren). Het afschuiningsoppervlak is gepolijst tot 60-40 kraskwaliteit, waardoor het verstrooiingsverlies tot <0,1% wordt verminderd. Zonder afschuiningen kunnen scherpe randen tot 5% straalverlies veroorzaken en het straalprofiel vervormen.
Met de juiste koeling kunnen deze spiegels CW-vermogensdichtheden tot 50 W/cm⊃2 aan; in het bereik van 2-20 µm (bijv. CO₂-laser van 500 W met een straal met een diameter van 3,5 mm). Koeling is van cruciaal belang omdat gouden coatings ~2% van het invallende licht absorberen, waardoor warmte ontstaat. Voor systemen met laag vermogen (<10 W) is passieve koeling (aluminium koellichaam met thermisch vet) voldoende. Bij systemen met een hoog vermogen houdt de actieve koeling (watergekoeld koellichaam met een debiet van 1 l/min) de spiegeltemperatuur <50°C, waardoor degradatie van de coating (goud wordt dof bij >150°C) en ROC-veranderingen worden voorkomen.
Ja, fabrikanten bieden uitgebreide aanpassingen om aan specifieke systeemvereisten te voldoen. Aangepaste gatgroottes variëren van 0,5 mm tot 10 mm (tolerantie ± 0,1 mm), met vormen zoals rond, vierkant of rechthoekig (voor gespecialiseerde balkvormen). Gatposities kunnen 0-15 mm vanaf het midden worden verschoven (tolerantie ± 0,05 mm). Aangepaste ROC-waarden variëren van 0,5 m tot 10 m (±0,5% tolerantie). De levertijden voor op maat gemaakte spiegels bedragen doorgaans 2-4 weken voor kleine hoeveelheden (1-10 stuks) en 4-6 weken voor grote hoeveelheden (>10 stuks). Prototyping (1-2 eenheden) kan voor urgente projecten binnen 1 week worden voltooid.
