Лазерный мир

Алмазная оптика характеризуется значительно большей теплопроводностью и более высоким показателем преломления, чем линзы других материалов, а также обладает выдающимися механическими свойствами. (Изображение: Photo Fraunhofer ILT, Aachen / Volker Lannert).

У алмазной оптики есть некоторые поразительные свойства: например, ее показатель преломления составляет 2,4, что чрезвычайно велико и позволяет производить оптику, которая тоньше для той же оптической мощности. Ее теплопроводность составляет 2000 Вт / м * К, что более чем в 1400 раз выше, чем у оптического стекла. Наряду с ее высоким порогом повреждения эти свойства делают алмазную оптику  очень интересной для мощной оптики. На сегодняшний день поликристаллические алмазные подложки используются только в качестве окон для CO2-лазеров. Из-за примесей и несовершенств они поглощают и рассеивают лазерное излучение на длинах волн излучения около 1 мкм, что делает их непригодными для волоконных лазеров. Хотя у монокристаллических алмазов нет этой проблемы, их труднее изготовить.

Институт прикладной физики твердого тела Фраунгофера (IAF, Фрайбург, Германия) изучает производство монокристаллических алмазов в течение многих лет. Реакторы непрерывного осаждения из паровой фазы (CVD), разработанные в IAF, имеют стабильные условия для плазмы, которые позволяют изготавливать подложки толщиной до нескольких миллиметров. Одновременно может производиться максимум 60 заготовок. При скоростях сборки до 30 мкм в час реакторы могут производить оптику с апертурой около 10 мм, 90% снижение веса для лазерных головок с алмазной оптикой.

Линзы из этих синтетических монокристаллических алмазов показывают низкое поглощение, а также низкое двулучепреломление. В настоящее время несколько образцов были снабжены антиотражающими покрытиями и включены в волоконную лазерную головку для резки.

«Мы впервые оптимизировали полную лазерную оптическую систему для алмазных линз», — говорит Мартин Трауб из Института лазерной технологии Фраунгофера (ILT, Аахен, Германия). «Благодаря этому режущая головка более чем на 90% легче».Линзы с диаметром 7 мм ранее прошли испытания с мощностью лазера мощностью 2 кВт без проблем. Теперь партнеры создали систему для испытаний при резке с помощью лазерного волоконного лазера мощностью 1 кВт. В режущей головке встроены водяное охлаждение и подача защитного газа. Мониторинг процесса еще не запланирован. Первые испытания в настоящее время проводятся с компактной режущей головкой. Новая оптическая система должна значительно повысить гибкость лазерной резки. Небольшие размеры позволяют системе обрабатывать труднодоступные области, а малый вес облегчает высокодинамичные движения во время 3D-обработки.Оптическая система также будет представлена в LASER World PHOTONICS 2017 (Мюнхен, Германия, 26-29

http://www.laserfocusworld.com/articles/2017/06/diamond-lenses-make-materials-processing-laser-optics-lighter.html