Fraunhofer Institutes IAF, ILT и IPT дијамантски леќи за ултра-лесна ласерска оптика; Оптоелектроника;
17 октомври 2017 година, во 10:56 часот | Никол Воернер
Дијамантската оптика се карактеризира со значително поголема спроводливост на топлина и поголем индекс на рефракција со одлични механички својства. (Фраунхофер ИЛТ, Ахен/Волкер Ланерт.)
Со нивниот невообичаено висок индекс на рефракција и одличната спроводливост на топлина, ласерската оптика што е десет пати полесна може да се изгради со употреба на вештачки дијаманти. Ласерите со влакна во опсегот kW би можеле да дејствуваат многу пофлексибилно.
Три институти Фраунхофер го оптимизираа производството и обработката на дијамантски леќи во последните неколку години. Првата оптика за сечење со овие леќи сега се тестира.
Дијамантите имаат неколку неверојатни својства: ...
. На пример, нивниот индекс на рефракција е 2,4. Тоа е исклучително високо и овозможува многу потенка оптика. Топлинската спроводливост е 2000 W/m * K, што е повеќе од 1400 пати повисока од онаа на нормалното стакло. Заедно со високиот праг на оштетување, овие својства ги прават дијамантите исклучително интересни за оптиката со високи перформанси.
Пробно сечење: Во споредба со конвенционалните глави за сечење, дијамантската оптика овозможува повеќе од 90% намалување на телесната тежина. (Фото Фраунхофер ИЛТ, Ахен)
Досега, поликристалните дијамантски подлоги ...
. се користи како прозорец во CO2 ласерите. Како и да е, поради нечистотии и несовршености, тие апсорбираат и расфрлаат ласерско зрачење со бранови должини на емисија околу 1 μm, што ги прави несоодветни за ласери со влакна. Единствените кристални дијаманти го немаат овој проблем, но потешко се прават.
На Фраунхофер институтот за применета физика на цврста состојба IAF ...
. во Фрајбург, со години се вршеше истражување за производство на монокристални дијаманти. CVD реакторите развиени во IAF со стабилни плазматски услови овозможуваат супстрати со дебелина до неколку милиметри. Во исто време се произведуваат најмногу 60 дијаманти. Со брзина на градење до 30 µm на час, може да се произведе оптика со отвор од приближно 10 mm.
90% заштеда на тежина
Леќите направени од синтетички единечни кристали дијаманти од Фрајбург покажуваат мала апсорпција, а исто така и мала бирефренкција. Сега некои примероци се обезбедени со антирефлексивни облоги и вградени во глава за сечење за ласери со влакна. Мартин Трауб од Институтот за ласерска технологија Фраунхофер во Ахен вели: „За прв пат оптимизиравме комплетна ласерска оптика за дијамантските леќи. Ова ја прави главата за сечење полесна за повеќе од 90 проценти “.
Леќите со дијаметар од 7 мм ...
. претходно имаа завршено тестови со 2 kW ласерска моќност без никакви проблеми. Сега е поставен систем за тестови за сечење со ласер со влакна од 1 kW. Ладењето вода и снабдувањето со заштитен гас се интегрирани во главата за сечење. Мониторингот на процесот во моментов не е планиран. Првичните тестови во моментов се вршат со компактната глава за сечење. Новата оптика треба значително да ја зголеми флексибилноста при ласерско сечење. Малата големина овозможува обработка дури и на тешко достапни места. Малата тежина, пак, ги олеснува високо динамичните движења при 3Д обработка.