nära
Välj din webbplats
Global
Sociala medier
Thorlabs Herriott-cellspeglar - en vanlig typ av konkava spegel med hål - har 1' eller 2' yttre diametrar (OD) med centrerade eller off-axis hål (3 mm till 4 mm diametrar) och mellaninfraröda (mid-IR) förbättrade guldbeläggningar. Dessa beläggningar ger >98 % genomsnittlig reflektans från 2-20 µm, ett våglängdsområde som är kritiskt för gasspektroskopi (t.ex. detektering av CO₂, metan) och högeffekts mid-IR-lasrar. Spegelns konkava yta har en exakt krökningsradie (ROC), vanligtvis 1 m till 5 m för Herriott-celler, vilket säkerställer att strålarna reflekteras flera gånger i hålrummet samtidigt som inriktningen bibehålls.
Optimerad Mid-IR-reflektivitet : Förbättrade guldbeläggningar (med ett 5 nm kromvidhäftningsskikt och 100 nm guldskikt) ger >95 % absolut reflektans över 2-20 µm – betydligt högre än vanliga guldbeläggningar (som sjunker till 90 % vid 20 µm). Beläggningarna avsätts via termisk förångning i en högvakuummiljö (<10⁻⁶ Torr) för att säkerställa enhetlighet och minimera absorption (absorption <2% vid 10,6 µm), kritiskt för flerpassagesystem där varje reflektion bidrar till signalförlust.
Precisionshålplacering och bearbetning : Finns med två hålkonfigurationer: centrerade hål (ø3 mm för 1' speglar, ø4 mm för 2' speglar) för enkel strålinsprutning och hål utanför axeln (förskjutna med 5-10 mm från mitten) för att maximera väglängden i Herriott-celler. Hålen borras med laserbearbetning (för glassubstrat) eller ultraljudsborrning (för metallsubstrat), vilket resulterar i rena kanter (grad <5 µm) och vinkelrät mot spegelytan (<0,1° avvikelse) - förhindrar strålavböjning vid hålet.
Termisk stabilitet för högeffektapplikationer : Konstruerad med UV-smält kiseldioxidsubstrat, som har en låg värmeutvidgningskoefficient (0,55 × 10⁻⁶ /°C) och hög värmeledningsförmåga (1,4 W/m·K). Denna stabilitet minimerar förändringar i krökningsradien (ROC-variation <0,1 % över -40°C till +80°C), vilket säkerställer konsekvent strålfokusering även i system med hög effekt (t.ex. 100 W CO₂-lasrar). För extrema temperaturer finns safirsubstrat (termisk expansion 5,0 × 10⁻⁶ /°C) tillgängliga.
Skyddande ytbeläggning för hållbarhet i miljön : Guldbeläggningen är täckt med en 10 nm SiO₂-skyddande ytbeläggning, som förbättrar motståndskraften mot fukt (95 % relativ fuktighet i 1000 timmar utan nötning) och mekanisk nötning (Mohs hårdhet ökad från 2,5 till 5). Denna överbeläggning minskar också spridning vid beläggningsytan (spridningsförlust <0,5 % vid 10,6 µm), vilket förbättrar signal-brusförhållandet vid spektroskopi.
Stora klara öppningar och ROC-toleranser : Modeller med 1' diameter har en fri öppning på >ø22 mm (88% av OD), vilket säkerställer att strålarna utnyttjar det mesta av den reflekterande ytan. Krökningsradien (ROC) är bearbetad till ±0,5% tolerans (t.ex. 1 m ROC ±5 mm), vilket är kritiskt antal celler för ±5 mm. reflektioner (och därmed väglängden) med 10-20 %. Ytplanheten på den konkava ytan är <λ/4 vid 633 nm, vilket minimerar vågfrontsdistorsion.
Herriott-celler och gasavkänning : Möjliggör långa optiska väglängder (upp till 100 m) i kompakta kaviteter (volym <1 L) för gasspektroskopi. Vid miljöövervakning upptäcker Herriott-celler med konkava speglar med hål spårgaser (t.ex. metan i koncentrationer så låga som 1 ppm) genom att mäta absorption av ljus i mitten av IR. Hålet tillåter laserstrålen att komma in i cellen, reflektera 50-100 gånger från de konkava speglarna och gå ut för detektering.
Laserkaviteter och resonatorer : Underlätta strålinjektion och extraktion i högfina laserresonatorer (t.ex. diodpumpade halvledarlasrar, DPSSL). I en DPSSL-kavitet låter spegelns hål pumpstrålen komma in i förstärkningsmediet (t.ex. Nd:YAG-kristall) medan den konkava ytan reflekterar laserstrålen (1064 nm) för att bilda resonatorn. Denna design eliminerar behovet av separata stråldelare, vilket minskar kavitetsförluster.
Raman-spektroskopi : Förbättra signalinsamlingen i Raman-spektroskopisystem, som detekterar molekylära vibrationer genom att mäta spritt ljus. Den konkava spegeln med hål fokuserar excitationslasern (t.ex. 532 nm) på provet via hålet, samlar sedan upp och reflekterar det Raman-spridda ljuset (förskjutna våglängder) till en detektor. Denna konfiguration ökar signalintensiteten med 50-100 % jämfört med platta speglar .
Telekomtestning och optiska fördröjningslinjer : Skapa kontrollerade optiska fördröjningslinjer för att testa fiberoptiska komponenter (t.ex. modulatorer, förstärkare). Genom att justera avståndet mellan två konkava speglar med hål kan strålvägslängden (och därmed fördröjningen) ställas in från 10 cm till 10 m - avgörande för att testa signalutbredning i långdistanstelekomnätverk (t.ex. 10 Gbps-system).
Materialbearbetning med högeffektslasrar : Fokusera och omdirigera laserstrålar med hög effekt vid borrning, svetsning och märkningstillämpningar. Till exempel, vid laserborrning av flyg- och rymdkomponenter (t.ex. turbinblad), fokuserar spegelns konkava yta strålen (t.ex. 1 kW fiberlaser) till en 50 µm plats, medan hålet tillåter kylvätska att strömma igenom, vilket förhindrar termisk skada på spegeln.
Hål utanför axeln tillåter betydligt längre banlängder genom att utnyttja mer av spegelns reflekterande yta. I en Herriott-cell med mitthål reflekteras strålar i ett linjärt mönster (fram och tillbaka mellan speglar), vilket begränsar antalet reflektioner (vanligtvis 20-30). Med hål utanför axeln följer strålarna en elliptisk bana som reflekterar 50-100 gånger – fördubblar eller tredubblar banlängden (t.ex. 50 m mot 20 m för en 1 L-cell). Denna längre väglängd förbättrar gasdetekteringskänsligheten (lägre detektionsgränser med 2-3x) men kräver mer exakt inriktning (±0,01° vinkeltolerans).
Hålets baksida (mittemot den reflekterande ytan) har 60° avfasningar med en diameter på 6,5-8,0 mm. Fasningar tjänar två viktiga syften: för det första förhindrar de strålspridning från vassa hålkanter (vilket skulle introducera brus i spektroskopi), och för det andra leder de strålen in i/ut ur spegeln utan extra optik (t.ex. kollimatorer). Den avfasade ytan är polerad till 60-40 scratch-dig-kvalitet, vilket minskar spridningsförlusten till <0,1%. Utan avfasningar kan vassa kanter orsaka upp till 5 % strålförlust och förvränga strålprofilen .
Med korrekt kylning klarar dessa speglar CW-effekttätheter upp till 50 W/cm² inom området 2-20 µm (t.ex. 500 W CO2-laser med en stråle med en diameter på 3,5 mm). Kylning är kritisk eftersom guldbeläggningar absorberar ~2% av infallande ljus, vilket genererar värme. För lågeffektsystem (<10 W) räcker passiv kylning (aluminium kylfläns med termiskt fett). För system med hög effekt håller aktiv kylning (vattenkyld kylfläns med flödeshastighet 1 L/min) spegeltemperaturen <50°C, vilket förhindrar nedbrytning av beläggningen (guld mattas vid >150°C) och ROC-förändringar.
Ja, tillverkare erbjuder omfattande anpassningar för att matcha specifika systemkrav. Anpassade hålstorlekar sträcker sig från 0,5 mm till 10 mm (±0,1 mm tolerans), med former inklusive cirkulära, kvadratiska eller rektangulära (för specialiserade balkformer). Hålpositioner kan förskjutas med 0-15 mm från mitten (±0,05 mm tolerans). Anpassade ROC-värden sträcker sig från 0,5 m till 10 m (±0,5 % tolerans). Ledtider för specialanpassade speglar är vanligtvis 2-4 veckor för små kvantiteter (1-10 enheter) och 4-6 veckor för stora kvantiteter (>10 enheter). Prototypframställning (1-2 enheter) kan slutföras på 1 vecka för brådskande projekt.
