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Warum die Laserschadensprüfung für UV-Laseranwendungen entscheidend ist
May 10 , 2021UV-Laser
Die Verwendung von UV-Lasern bietet zahlreiche Vorteile gegenüber längeren Wellenlängen wie Infrarot- oder sichtbarem Licht. Bei der Materialbearbeitung schmelzen oder verdampfen Infrarot- oder sichtbare Laser Material, was die Erzeugung kleiner, präziser Merkmale behindern und die strukturelle Integrität des Substrats beschädigen kann. Auf der anderen Seite bearbeiten UV-Laser Materialien, indem sie die Atombindungen im Substrat direkt aufbrechen, was bedeutet, dass keine periphere Erwärmung um den Strahlfleck herum erzeugt wird. Dadurch werden Materialschäden reduziert, sodass UV-Laser dünne und empfindliche Materialien viel effektiver bearbeiten können als sichtbare und infrarote Laser. Das Fehlen einer Randheizung erleichtert auch die Erstellung von sehr präzisen Schnitten, Löchern und anderen feinen Merkmalen. Außerdem ist die Größe des Laserspots direkt proportional zur Wellenlänge. Daher,
Die kurzen Wellenlängen von UV-Lasern wirken sich jedoch auf die LIDT der mit ihnen verwendeten Optiken aus. UV-Licht wird stärker gestreut als sichtbares oder infrarotes Licht und enthält auch mehr Energie, wodurch es von Substraten absorbiert wird. Diese UV-Absorption kann sogar Komponentensubstrate bleichen. Ähnlich wie UV-Laser Materialien durch Aufbrechen von Atombindungen schneiden, kann eine unerwünschte Absorption von UV-Lasern die Bindungen in einer optischen Komponente oder Beschichtung aufbrechen, was zu einem Versagen führt. Dadurch wird die LIDT der Komponente reduziert und eine Optik hat normalerweise eine niedrigere LIDT bei UV-Wellenlängen als bei sichtbaren oder infraroten Wellenlängen. Beim Umgang mit LIDT ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass LIDT in direktem Zusammenhang mit der Wellenlänge steht.
UV-Optik
UV-Optiken müssen sorgfältig entworfen und hergestellt werden, um den Auswirkungen von UV-Schäden standzuhalten. UV-Optiken müssen weniger Blasen als üblich enthalten, einen homogenen Brechungsindex über die Optik und eine begrenzte Doppelbrechung aufweisen, eine Spezifikation, die die Polarisation des Lichts mit dem Brechungsindex einer Optik korreliert. Darüber hinaus sollten UV-Optiken in Fällen, in denen UV-Laser verwendet werden, längere Belichtungszeiten berücksichtigen. Ein Beispiel für ein in UV-Anwendungen verwendetes Material wäre Calciumfluorid (CaF2), das alle oben genannten Eigenschaften aufweist, die erforderlich sind, um den Auswirkungen von UV-Schäden zu widerstehen. Bei bestimmten Anwendungen können jedoch sogar CaF2-Optiken beschädigt werden. Wenn Sie beispielsweise CaF2-Optiken in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit verwenden, funktionieren sie schlecht, da sie stark hygroskopisch sind.
Daher ist es bei der Verwendung eines UV-Lasers entscheidend, die Laserschadensschwelle zu berücksichtigen. Wird eine Optik gewählt, die nicht für UV-Wellenlängen ausgelegt ist, kann die Spezifikation für LIDT irreführend sein. Für standardmäßige laseroptische Komponenten wird LIDT selten für Wellenlängen im UV-Teil des Spektrums angegeben. Vielmehr wird LIDT für höhere Wellenlängen angegeben. UV-Optiken bieten einen LIDT, der speziell unter Verwendung von UV-Wellenlängen getestet wird, um genauere LIDT-Spezifikationen zu gewährleisten.