Rincian Blog

I. Substrat Lensa Optik: Pemilihan Parameter Kinerja Kunci Secara Kuantitatif

Kinerja lapisan tidak dapat dipisahkan dari sifat substrat. Substrat tidak hanya menentukan titik awal untuk pelapisan tetapi sifat termodinamika, optik, dan mekaniknya juga merupakan dasar apakah seluruh komponen dapat menahan beban berdaya tinggi. Memilih substrat memerlukan pertimbangan kuantitatif parameter inti berikut:

• Sifat Optik:Indeks bias dan koefisien absorpsi adalah titik awal untuk merancang tumpukan lapisan dan mengevaluasi beban termal. Setiap absorpsi kecil (misalnya, 10⁻³ cm⁻¹) dapat menghasilkan efek termal yang signifikan pada daya tinggi.

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Sifat Termodinamika:Konduktivitas termal menentukan laju disipasi panas, dan Koefisien Ekspansi Termal (CTE) mempengaruhi besarnya tegangan termal. Ketidakcocokan antara CTE substrat dan lapisan pelapis adalah penyebab utama kegagalan.

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Sifat Mekanik:Kekerasan dan modulus elastis mempengaruhi kesulitan pemrosesan dan daya tahan lingkungan.

Kaca Kuarsa

Pilih IAD:Bahan substrat laser berdaya tinggi umum meliputi:

• Silika Fusi:Yang paling banyak digunakan, kinerja sangat baik dari UV ke NIR, CTE sangat rendah, stabilitas termal yang baik.

Wafer kuarsa fusi ZMSH

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Kaca Borosilikat (misalnya, BK7):Biaya lebih rendah, sering digunakan dalam skenario daya sedang hingga rendah, tetapi konduktivitas termal lebih buruk dan CTE lebih tinggi.

Pilih IAD:

Wafer kaca borosilikat tinggi ZMSH

• Bahan Kristal:Seperti Silikon (Si), Germanium (Ge) (untuk IR menengah-jauh), Safir (kekerasan sangat tinggi untuk lingkungan ekstrem), CaF₂/MgF₂ (untuk UV dalam). Ini biasanya mahal dan sulit diproses.

• Untuk laser gelombang kontinu 100 W, distorsi termal yang dihasilkan dalam substrat BK7 dengan koefisien absorpsi 1×10⁻³ cm⁻¹ dapat beberapa kali lebih besar daripada dalam substrat silika fusi dengan koefisien absorpsi 5×10⁻⁴ cm⁻¹.

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Perbedaan CTE secara langsung mempengaruhi tegangan termal pada antarmuka lapisan-substrat. Ketidakcocokan CTE adalah penyebab utama keretakan atau delaminasi lapisan di bawah siklus termal berdaya tinggi.Ambang Batas Kerusakan Laser

1. Ambang Batas Kerusakan yang Diinduksi Laser (LIDT):

Standar Pengukuran:

• Mengikuti standar ISO 21254.Tingkat Kinerja:

• Lapisan Evaporasi E-beam Konvensional: ~5-15 J/cm² (pulsa nanodetik, 1064nm)

1. Lapisan Deposisi Berbantuan Ion (IAD): ~15-25 J/cm²

2. Sputtering Berkas Ion (IBS): > 30 J/cm², proses tingkat atas dapat melebihi 50 J/cm².

3. Tantangan:

• Untuk laser pulsa femtodetik, mekanisme kerusakan berbeda; LIDT biasanya dinyatakan sebagai kerapatan daya, membutuhkan tingkat ratusan GW/cm² hingga TW/cm².2. Kerugian Absorpsi dan Hamburan:

Absorpsi:

• Diukur menggunakan kalorimetri laser. Lapisan IBS kelas atas membutuhkan kerugian absorpsi curah < 5 ppm (0,0005%), kerugian absorpsi permukaan < 1 ppm.Hamburan:Diukur menggunakan scatterometry terintegrasi. Total Hamburan Terintegrasi (TIS) harus < 50 ppm.3. Akurasi Kinerja Spektral:

• Lapisan Refleksi Tinggi (HR):Reflektansi R > 99,95% pada panjang gelombang pusat, tingkat atas membutuhkan R > 99,99%. Lebar pita Δλ harus memenuhi nilai desain (misalnya, ±15nm untuk laser Nd:YAG 1064nm).

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Reflektansi sisa R < 0,1% (permukaan tunggal), tingkat atas membutuhkan R < 0,05% ("lapisan anti-refleksi super"). Untuk lapisan AR broadband yang digunakan dalam aplikasi laser ultra-cepat, R < 0,5% diperlukan pada lebar pita ratusan nanometer.lapisan evaporasi berkas elektron

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Perbandingan Parameter Proses Pelapisan:ParameterEvaporasi Berkas Elektron (E-beam)Deposisi Berbantuan Ion (IAD)Sputtering Berkas Ion (IBS)

Laju Deposisi

• Terutama digunakan untuk laser energi dengan persyaratan ambang batas kerusakan rendah atau prototipe awal.IV. Verifikasi Kuantitatif Kepatuhan Lapisan

• 1. Pengujian LIDT (ISO 21254):

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Menggunakan metode 1-on-1, menyinari beberapa situs dalam titik berkas uji, setiap situs hanya sekali.

Analisis Data:

Filter Laser Pita Sempit NBP1064

• Ukuran Titik Berkas:Biasanya 200-1000 μm, harus diukur secara akurat untuk menghitung kerapatan energi.

• 2. Pengukuran Absorpsi:

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Kalorimetri Laser:Secara langsung mengukur kenaikan suhu sampel yang menyerap energi laser. Sensitivitas dapat mencapai 0,1 ppm.

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Sensitivitas sangat tinggi, dapat membedakan antara absorpsi curah dan permukaan.Spektrofotometer

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064Spektrofotometer:

Akurasi hingga ±0,05%, digunakan untuk mengukur Reflektansi/Transmisi (R/T).

• Interferometer Cahaya Putih:Digunakan untuk mengukur ketebalan lapisan dan morfologi permukaan; akurasi kontrol ketebalan dapat mencapai < 0,1%.

• Filter Laser Pita Sempit NBP1064V. Deskripsi Kuantitatif Tantangan1. Peningkatan Medan Listrik karena Cacat:Cacat nodular adalah pembunuh LIDT terbesar. Cacat nodular setinggi 100 nm dapat menyebabkan peningkatan lokal medan listrik laser sebesar 2-3 kali dibandingkan dengan area normal. Mengingat hubungan kuadrat terbalik antara ambang batas kerusakan dan kekuatan medan listrik, LIDT pada titik ini turun menjadi 1/4 hingga 1/9 dari area normal.

Dengan asumsi laser gelombang kontinu 10 kW dipantulkan oleh cermin, bahkan dengan tingkat absorpsi hanya 5 ppm, 50 mW daya akan diserap. Jika beban panas ini tidak merata, ia menciptakan gradien suhu (ΔT) di dalam komponen optik dan deformasi termal yang sesuai (Perbedaan Jalur Optik, OPD). OPD dapat dihitung sebagai: OPD = (dn/dT + α(n-1)) * ΔT * t, di mana dn/dT adalah koefisien termo-optik, α adalah koefisien ekspansi termal, dan t adalah ketebalan. Deformasi ini sangat menurunkan kualitas berkas (meningkatkan faktor M²).

3. Efek Nonlinier Laser Ultra-Cepat:Ambang batas kerusakan laser femtodetik berbanding lurus dengan akar kuadrat dari lebar pulsa (~√τ). Secara teoritis, lapisan dengan LIDT 40 J/cm² di bawah pulsa 10 ns akan memiliki LIDT sekitar 0,4 J/cm² di bawah pulsa 100 fs (meskipun mekanisme sebenarnya lebih kompleks, melibatkan absorpsi multi-foton).