Platen met gat

Productoverzicht

In tegenstelling tot eenvoudige openingen (die alleen de bundelgrootte regelen), dienen deze platen als structurele elementen in optische systemen, waardoor ze een stevig platform bieden voor bundelmanipulatie terwijl de uitlijning behouden blijft. Ze zijn verkrijgbaar in een breed scala aan materialen om aan de toepassingsbehoeften te voldoen: gesmolten silica (voor UV-NIR-transparantie, 190-2500 nm), N-BK7 (kosteneffectief zichtbaar-NIR, 400-2000 nm) en gespecialiseerde metalen zoals titanium (voor reflecterende toepassingen of toepassingen bij hoge temperaturen). Typische configuraties omvatten gaten met een diameter van 3-5 mm met toleranties van ±0,1 mm; afmetingen die zijn gekozen om tegemoet te komen aan de gangbare laserstraaldiameters (1-4 mm) en tegelijkertijd het afsnijden van de straal te minimaliseren. De positie van het gat kan volledig worden aangepast: gecentreerd (voor coaxiale bundelpaden), off-axis (voor bundelverplaatsing) of in arrays (voor systemen met meerdere bundels), waardoor ze geschikt zijn voor diverse opstellingen, van laboratoriuminterferometers tot industriële lasermachines.

Producteigenschappen

Precisiegatbewerking voor minimale straalvervorming : Standaard gatdiameters van 3 mm en 5 mm worden geboord met behulp van laserablatie (voor glazen substraten) of CNC-frezen (voor metalen substraten), wat resulteert in ultrazuivere randen (braamhoogte <3 µm) en hoge rondheid (<0,01 mm afwijking van de perfecte cirkel). Deze precisie zorgt ervoor dat het gat als een schoon diafragma fungeert, waardoor bundelverstrooiing (verstrooiingsverlies <0,5%) wordt vermeden die de beeldkwaliteit of de meetnauwkeurigheid zou verslechteren. Aangepaste gatgroottes (0,1 mm tot 20 mm) zijn beschikbaar, waarbij laserboren kleinere gaten (<1 mm) mogelijk maakt en CNC-frezen voor grotere, dikkere platen (>10 mm dikte).

Diverse materiaalopties afgestemd op golflengte en omgeving :

Gesmolten silica : Ideaal voor UV- (190-380 nm) en toepassingen met hoog vermogen, met hoge transmissie (>90% bij 300 nm) en weerstand tegen laserbeschadiging (LIDT >10 J/cm² bij 355 nm, pulsen van 10 ns). De lage thermische uitzetting (0,55 × 10⁻⁶ /°C) maakt het geschikt voor temperatuurstabiele systemen.

N-BK7 : Kosteneffectief voor zichtbare NIR (400-2000 nm), met transmissie (>92% bij 550 nm) en goede mechanische sterkte (Young's modulus 82 GPa). Ideaal voor algemene doeleinden, zoals straalcombineerders.

Titanium : Gebruikt voor reflecterende toepassingen of toepassingen bij hoge temperaturen, met hoge reflectie (>85% bij 1064 nm) en thermische weerstand (bedrijfstemperatuur tot 300°C). De corrosiebestendigheid (bestand tegen zout water en zuren) maakt het geschikt voor maritieme of industriële omgevingen.

Oppervlakkwaliteit van optische kwaliteit voor lage verstrooiing : Glasplaten zijn voorzien van een 60-40 kras-oppervlakteafwerking (volgens de MIL-PRF-13830B-normen), wat betekent dat er geen krassen dieper dan 60 µm of groeven (putten) groter dan 40 µm zijn. Dit minimaliseert lichtverstrooiing (verstrooiingsverlies <1% bij 550 nm), cruciaal voor beeldvormingssystemen waarbij strooilicht het contrast vermindert. Metalen platen (bijvoorbeeld titanium) hebben een matte afwerking (Ra <1 µm) om verblinding bij reflecterende toepassingen te verminderen.

Nauwe maattoleranties voor uitlijning : De diktetolerantie is ±0,1 mm (bijvoorbeeld 5 mm dikke plaat ±0,1 mm), waardoor een consistente straalpadlengte over meerdere platen in een systeem wordt gegarandeerd. De parallelliteit tussen de twee vlakke oppervlakken is ≤5 boogminuten (0,083°), waardoor de kanteling van de straal (kanteling <0,1°) wordt voorkomen die stroomafwaartse componenten verkeerd zou uitlijnen. Voor systemen met hoge precisie (bijv. interferometers) kan de parallelliteit worden aangescherpt tot ≤1 boogminuut (0,017°).

Aangepaste configuraties voor gespecialiseerde behoeften : Naast de standaardontwerpen met één gat, kunnen platen worden vervaardigd met meerdere gaten (arrays van 2-100 gaten) voor systemen met meerdere bundels (bijvoorbeeld laserprinten). Randbehandelingen omvatten afschuinen (hoeken van 45°, 0,5 mm breed) om afbrokkelen tijdens montage te voorkomen en zwart anodiseren (voor metalen platen) om strooilicht te verminderen. Er zijn ook coatings beschikbaar: AR-coatings (voor glasplaten, <0,5% reflectie per oppervlak) om de transmissie te vergroten, of hoogreflecterende (HR) coatings (voor metalen platen,> 95% reflectie) voor straalsturing.

Toepassingen

Bundel combineren en splitsen : Maakt coaxiale transmissie van meerdere laserstralen mogelijk in spectroscopie- en laserverwerkingssystemen. In een Raman-spectroscopieopstelling combineert een gesmolten silicaplaat met een gat van 3 mm bijvoorbeeld de excitatielaser (532 nm, die door het gat gaat) en het verzamelde Raman-verstrooide licht (gereflecteerd door het AR-gecoate oppervlak van de plaat), waardoor beide naar een detector. Dit coaxiale ontwerp verkleint de systeemgrootte met 50% vergeleken met off-axis combiners.

Waveplate-integratie in polarisatiesystemen : Laat retourbundelpaden toe in polarisatiegevoelige opstellingen (bijv. ellipsometers, polarimeters) waar golfplaten worden gebruikt om de polarisatie te manipuleren. Een plaat met een gecentreerd gat wordt achter een golfplaat gemonteerd: de invallende straal gaat door het gat en de golfplaat, reflecteert op een monster en keert terug door de golfplaat - het vlakke oppervlak van de plaat reflecteert de straal vervolgens naar een detector, waardoor een aparte spiegel niet nodig is.

Optische filtering en diafragmaregeling : Combineer diafragmaregeling met golflengteselectie bij gebruik van gekleurde glassubstraten (bijv. Schott BG39 voor IR-blokkering). Een BG39-glasplaat met een gat van 4 mm fungeert bijvoorbeeld als zowel een IR-filter (blokkeert> 99% van het licht> 1100 nm) als een opening (beperkt de straaldiameter tot 4 mm), die wordt gebruikt in zichtbare beeldvormingssystemen om thermische ruis van IR-licht te verminderen.

Systeemuitlijning en referentiemarkeringen : Dienen als referentiedoelen in complexe optische assemblages (bijv. telescoopsystemen, lasertrackers) om de posities van componenten te kalibreren. Een plaat met een gat buiten de as (5 mm offset) wordt als vaste referentie gemonteerd; lasers worden uitgelijnd om door het gat te gaan, zodat alle componenten binnen ± 0,01 mm van hun ontwerplocatie worden gepositioneerd. Dit vermindert de uitlijningstijd met 30-40% vergeleken met het gebruik van meerdere referentiespiegels.

Medische hulpmiddelen en minimaal invasieve chirurgie : Faciliteren van laserafgifte en beeldvorming in endoscopische systemen (bijv. laparoscopische chirurgie). In de endoscooptip is een titaniumplaat met een gat van 2 mm geïntegreerd: het gat brengt de chirurgische laser (1064 nm) naar het weefsel, terwijl het reflecterende oppervlak van de plaat beeldvormend licht (400-700 nm) terug naar de camera kanaliseert. De biocompatibiliteit van titanium (voldoet aan de ISO 10993-normen) zorgt voor veiligheid bij gebruik in het lichaam.

Veelgestelde vragen

Welke materialen zijn het meest geschikt voor verschillende golflengtebereiken, en waarom?

Materiaalkeuze hangt af van golflengtetransparantie en toepassingsvereisten:

UV (190-380 nm) : Gesmolten silica van UV-kwaliteit is de enige keuze, omdat het >90% van het UV-licht doorlaat; N-BK7 absorbeert >50% van het UV-licht <300 nm. Gesmolten silica is ook bestand tegen vergeling door UV-straling (een veelvoorkomend probleem bij andere glassoorten).

Zichtbaar (400-700 nm) : N-BK7 is kosteneffectief en laat >92% van het zichtbare licht door, waardoor het ideaal is voor algemeen gebruik. Voor zichtbare lasers met hoog vermogen (bijv. 532 nm, 10 W) heeft gesmolten silica de voorkeur vanwege de hogere LIDT (>10 J/cm² vs. 5 J/cm² voor N-BK7).

NIR (700-2500 nm) : Er wordt gebruik gemaakt van gesmolten silica (transmissie >90% tot 2500 nm) of germanium (voor midden-IR, 2-14 µm, transmissie >40% bij 10 µm). Infrared is ondoorzichtig in zichtbaar licht, dus er zijn IR-uitlijningstools voor nodig.

Reflecterende toepassingen (elke golflengte) : Titanium (reflectie >85% 400-2000 nm) of glas met aluminiumcoating (reflectie >90% zichtbaar-NIR) zijn geschikt - titanium biedt een betere corrosieweerstand voor gebruik buitenshuis.

Hoe beïnvloedt de locatie van het gat (gecentreerd vs. buiten de as) de uitlijning van de straal, en hoe kan de verplaatsing worden berekend?

Gecentreerde gaten (gatas = optische as van de plaat) behouden coaxiale bundelpaden, zonder zijdelingse verplaatsing. Gaten buiten de as introduceren laterale verplaatsing (Δx), berekend als: Δx = Gatoffset × sin(θ), waarbij θ de invalshoek is van de straal ten opzichte van de normaal van de plaat. Bijvoorbeeld een plaat met een offset van 5 mm en θ=10°: Δx = 5 × sin(10°) ≈ 0,87 mm. Deze verplaatsing is opzettelijk in systemen zoals straalverschuivers, waarbij de plaat de straal beweegt zonder de richting ervan te veranderen. Om onbedoelde verkeerde uitlijning te voorkomen, moeten gaten buiten de as een offsettolerantie van ±0,05 mm hebben. Grotere toleranties (±0,1 mm) kunnen een Δx-variatie van 0,017 mm veroorzaken, waardoor systemen met kleine balken (<1 mm diameter) verkeerd kunnen worden uitgelijnd.