Fraunhofer Institutes IAF, ILT és IPT Diamond lencsék ultrakönnyű lézeroptikához; Optoelektronika;
2017. október 17., 10:56 | Nicole Woerner
A gyémántoptikát lényegesen nagyobb hővezetés és magasabb törésmutató jellemzi, kiváló mechanikai tulajdonságokkal. (Fraunhofer ILT, Aachen/Volker Lannert.)
Szokatlanul magas törésmutatójukkal és kiváló hővezetésükkel tízszer könnyebb lézeroptika építhető műgyémántok felhasználásával. A kW-os szálas lézerek így sokkal rugalmasabban működhetnek.
Az elmúlt években három Fraunhofer intézet optimalizálta a gyémántlencsék gyártását és feldolgozását. Most tesztelik az első optikai optikát ezekkel a lencsékkel.
A gyémántoknak elképesztő tulajdonságaik vannak: ...
. Törésmutatójuk például 2,4. Ez rendkívül magas, és sokkal vékonyabb optikát tesz lehetővé. A hővezető képesség 2000 W/m * K, amely több mint 1400-szor nagyobb, mint a normál üvegé. A magas károsodási küszöb mellett ezek a tulajdonságok rendkívül érdekessé teszik a gyémántokat a nagy teljesítményű optika számára.
Vágási próba: A hagyományos vágófejekhez képest a gyémánt optika több mint 90% -os súlycsökkentést tesz lehetővé. (Fotó: Fraunhofer ILT, Aachen)
Eddig polikristályos gyémánt szubsztrátok ...
. ablakként használják a CO2 lézerekben. A szennyeződések és hiányosságok miatt azonban 1 µm körüli emissziós hullámhosszon elnyelik és szétszórják a lézersugárzást, ami alkalmatlanná teszi őket szálas lézerekhez. Az egykristályos gyémántokkal nincs ilyen probléma, de nehezebb őket előállítani.
A Fraunhofer Alkalmazott Szilárdtestfizikai Intézetben, az IAF ...
. Freiburgban évek óta kutatnak a monokristályos gyémántok gyártására. Az IAF-nál kifejlesztett, stabil plazmaállapotú CVD reaktorok akár több milliméter vastagságú szubsztrátumokat is lehetővé tesznek. Legfeljebb 60 gyémánt készül egyszerre. Akár 30 µm/óra beépítési sebességgel, kb. 10 mm nyílással rendelkező optika állítható elő.
90% -os súlymegtakarítás
A freiburgi szintetikus egykristályos gyémántokból készült lencsék alacsony abszorpciót mutatnak, és alacsony a kettős törésük is. Néhány példányt fényvisszaverő bevonattal láttak el, és beépítették a szállézerek vágófejébe. Martin Traub, az Aacheni Fraunhofer Lézertechnikai Intézet munkatársa szerint: „Először optimalizáltunk egy komplett lézeroptikát a gyémántlencsékhez. Ezáltal a vágófej több mint 90 százalékkal könnyebb. "
A 7 mm átmérőjű lencsék ...
. korábban problémamentesen elvégezte a teszteket 2 kW lézeres teljesítménnyel. Most egy rendszert hoztak létre az 1 kW-os szálas lézerrel végzett vágási vizsgálatokhoz. A vízhűtés és a védőgázellátás integrálva van a vágófejben. A folyamatfigyelést jelenleg nem tervezik. Az első teszteket jelenleg a kompakt vágófejjel hajtják végre. Az új optikának jelentősen növelnie kell a lézervágás rugalmasságát. A kis méret még nehezen elérhető helyeken is megmunkálást tesz lehetővé. Az alacsony súly pedig rendkívül dinamikus mozgásokat tesz lehetővé a 3D-s feldolgozás során.