Kako zaščititi lasersko optiko pred nevarnostmi UV-poškodbe?

Laserska optika je pomemben sestavni del številnih vrst laserjev, vključno s komercialnimi, industrijskimi, medicinskimi in znanstvenimi laserji. Vendar ima UV laserska optika pogosto omejeno življenjsko dobo zaradi dveh glavnih razlogov: lasersko povzročene kontaminacije (LIC) in UV utrujenosti. LIC nastane zaradi odlaganja neželenega materiala na površini optike, medtem ko UV utrujenost povzroči nakopičen material. Izpostavljenost UV svetlobi lahko povzroči poškodbe optike. Sčasoma ta dva procesa poškodb poslabšata delovanje optike.

 

 

Kaj je lasersko povzročena kontaminacija (LIC)
Optične komponente se lahko onesnažijo, ko UV-laserji medsebojno delujejo z delci, vodno paro, organskimi snovmi in drugimi onesnaževalci v sistemu. Ti onesnaževalci lahko prihajajo iz okoliškega zraka, optomehanske opreme in drugih materialov v sistemu. Čeprav so metode ublažitve, kot je prezračevanje s suhim dušikom, koristne, lahko vseeno povzročijo LIC. Kakršno koli kopičenje trdnih delcev blokira pot svetlobe, zmanjša funkcionalnost komponent in lahko zniža prag laserske poškodbe optike.

 

Zaradi nizke toplotne prevodnosti se na optičnih površinah pogosto pojavlja kondenzacija. Te kondenzirane molekule vode lahko nato medsebojno delujejo z laserjem in površinskim materialom ter sprožijo LIC. Poleg tega plinasti izpusti in drugi molekularni onesnaževalci v zraku pogosto povzročijo nastanek usedlin na osnovi ogljika na optičnih površinah. Na sliki 1 lahko opazimo drevesno rast LIC.

 

Kaj je UV utrujenost?
Poleg okoljsko povzročenega LIC so materiali, uporabljeni v premazih in substratih, dovzetni za degradacijo sčasoma zaradi procesov optične utrujenosti, tudi če je intenzivnost svetlobnega vira pod pragom poškodb, ki jih povzroči laser (LIDT).

 

Koncept UV utrujenosti lahko primerjamo z vezavo knjige. Celo majhna uporaba lahko povzroči obrabo. Eksperimenti UV-utrujenosti, ki jih je izvedlo Edmund Optics, so pokazali, da lahko izpostavljenost UV-laserju pod določenimi pogoji, kot je vakuum, povzroči učinke UV-utrujenosti. Razlika med LIC in UV utrujenostjo je v tem, da je LIC kumulativni proces, medtem ko je utrujenost poškodba svetlobe. materiala, kar povzroči razbarvanje ali druge notranje spremembe, ki lahko povzročijo celo odstranitev materiala.

 

Dva pojava, ki določata pogoje in mehanizme za znatno poslabšanje optične zmogljivosti, sta pod pragom poškodbe z enim impulzom v območju laserja s kratkimi impulzi.

 

Prvi mehanizem temelji na spremembah lomnega količnika, kar povzroči učinek leče, ki poveča lokalno intenzivnost svetlobe na optičnem elementu.

 

Drugi mehanizem vključuje tvorbo fotoinduciranih napak s tvorbo samoujetih ekscitonov, kar vodi do kopičenja absorpcijskih centrov in izgube optične učinkovitosti.

 

 

Tako LIC kot optična utrujenost se lahko pojavita, čeprav v manjši meri, pri laserjih na vidnih in infrardečih valovnih dolžinah. Vendar pa so ti učinki zaradi visoke energije UV-fotonov pogostejši v sistemih, ki oddajajo v tem spektralnem območju.

 

 

 

Kako zaščititi lasersko optiko pred nevarnostmi UV-poškodbe?
Eden od načinov za zaščito laserske optike pred UV žarki je uporaba zaščitnih premazov. Ti premazi so zasnovani tako, da blokirajo prodor UV sevanja in ščitijo pred njegovimi škodljivimi učinki. Nekateri izmed najbolj priljubljenih premazov vključujejo antirefleksne premaze (ki zmanjšajo količino UV-sevanja, ki doseže lečo) in anti-UV premaze (ki popolnoma blokirajo UV-sevanje).

 

Drug način za zaščito laserske optike pred UV žarki je pravilno shranjevanje. Ko leč ne uporabljate, jih hranite v temnem okolju, stran od UV sevanja. Poleg tega je treba leče hraniti na čistem in suhem mestu, kjer ni smeti ali vlage, ki bi lahko sčasoma povzročila poškodbe.

 

Redno čiščenje je pomembno tudi za ohranjanje vaše laserske optike v dobrem stanju in za zaščito pred UV-poškodbami. Pravilno čiščenje vključuje uporabo mehke krpe ali krtače za odstranjevanje umazanije ali ostankov z leče, nato pa lečo nežno sperite z blago čistilno raztopino. Pomembno je, da lečo ne izpostavljate močnim kemikalijam ali topilom, ki lahko povzročijo nepopravljivo škodo.

 

 

Če povzamemo, je zaščita laserske optike pred UV-poškodbami ključnega pomena za ohranjanje njene učinkovitosti in podaljšanje njene življenjske dobe. Z uporabo zaščitnih premazov, pravilnim skladiščenjem in rednim čiščenjem lahko laserska optika ostane v odličnem stanju še leta.

​