Hvordan beskytte laseroptikk mot farene ved UV-skader?

Laseroptikk er en viktig komponent i mange typer lasere, inkludert kommersielle, industrielle, medisinske og vitenskapelige lasere. UV-laseroptikk har imidlertid ofte begrenset levetid på grunn av to hovedårsaker: laserindusert forurensning (LIC) og UV-tretthet. LIC er forårsaket av avsetning av uønsket materiale på overflaten av optikken, mens UV-tretthet er forårsaket av akkumulert materiale. Eksponering for UV-lys kan forårsake skade på optikk. Over tid forringer disse to skadeprosessene ytelsen til optikken.

 

 

Hva er laserindusert forurensning (LIC)
Optiske komponenter kan bli forurenset når UV-lasere samhandler med partikler, vanndamp, organisk materiale og andre forurensninger i systemet. Disse forurensningene kan komme fra omgivelsesluft, optomekanisk utstyr og andre materialer i systemet. Selv om avbøtende metoder som tørr nitrogenventilasjon er nyttige, kan de fortsatt føre til LIC. Enhver opphopning av partikler blokkerer lysbanen, reduserer komponentfunksjonaliteten og kan senke laserskadeterskelen til optikken.

 

På grunn av lav varmeledningsevne oppstår ofte kondens på optiske overflater. Disse kondenserte vannmolekylene kan deretter samhandle med laseren og overflatematerialet, og starte LIC. I tillegg fører gassformige utslipp og andre luftbårne molekylære forurensninger ofte til dannelse av karbonbaserte avsetninger på optiske overflater. Den trelignende veksten av LIC kan observeres i figur 1.

 

Hva er UV-tretthet?
I tillegg til miljøindusert LIC, er materialer som brukes i belegg og substrater utsatt for nedbrytning over tid på grunn av optiske utmattelsesprosesser, selv om lyskildeintensiteten er under laserindusert skadeterskel (LIDT).

 

Konseptet UV-tretthet kan sammenlignes med å binde inn en bok. Selv lett bruk kan føre til slitasje. UV-tretthetseksperimenter utført av Edmund Optics har vist at under visse forhold, som vakuum, kan UV-lasereksponering forårsake UV-tretthetseffekter. Forskjellen mellom LIC og UV-tretthet er at LIC er en kumulativ prosess, mens tretthet er skaden på lys. materiale, som forårsaker misfarging eller andre iboende endringer som til og med kan føre til fjerning av materialet.

 

To fenomener som bestemmer betingelsene og mekanismene for betydelig forringelse av optisk ytelse er under enkeltpulsskadeterskelen i kortpulslaserområdet.

 

Den første mekanismen er basert på endringer i brytningsindeksen, og produserer en linseeffekt som øker den lokale lysintensiteten på det optiske elementet.

 

Den andre mekanismen involverer dannelsen av fotoinduserte defekter gjennom dannelsen av selvfangede eksitoner, noe som fører til akkumulering av absorpsjonssentre og tap av optisk effektivitet.

 

 

Både LIC og optisk tretthet kan forekomme, om enn i mindre grad, i lasere ved synlige og infrarøde bølgelengder. Den høye energien til UV-fotoner gjør imidlertid disse effektene mer vanlig i systemer som sender ut i dette spektrale området.

 

 

 

Hvordan beskytte laseroptikk mot farene ved UV-skader?
En måte å beskytte laseroptikk mot UV-skader på er å bruke beskyttende belegg. Disse beleggene er designet for å blokkere inntrengning av UV-stråling og beskytte mot dens skadelige effekter. Noen av de mest populære beleggene inkluderer anti-reflekterende belegg (som reduserer mengden UV-stråling som når linsen) og anti-UV-belegg (som fullstendig blokkerer UV-stråling).

 

En annen måte å beskytte laseroptikk mot UV-skader på er å lagre dem riktig. Når linsene ikke er i bruk, bør de oppbevares i mørke omgivelser borte fra UV-stråling. I tillegg bør linser oppbevares på et rent, tørt sted fritt for rusk eller fuktighet som kan forårsake skade over tid.

 

Regelmessig rengjøring er også viktig for å holde laseroptikken i god stand og beskytte dem mot UV-skader. Riktig rengjøring innebærer å bruke en myk klut eller børste for å fjerne skitt eller rusk fra linsen, og deretter vaske den forsiktig med en mild rengjøringsløsning. Det er viktig å unngå å utsette linsen for sterke kjemikalier eller løsemidler som kan forårsake uopprettelig skade.

 

 

Oppsummert er det avgjørende å beskytte laseroptikk mot UV-skader for å opprettholde ytelsen og forlenge levetiden. Ved å bruke beskyttende belegg, riktig oppbevaring og regelmessig rengjøring, kan laseroptikk holde seg i topp stand i årene som kommer.

​