Почему испытание на повреждение лазером имеет решающее значение для источников УФ-лазеров с длиной волны 355 нм

Порог индуцированного лазером повреждения (LIDT) определяет максимальное количество лазерного излучения, которое оптика может выдержать без повреждения. Это одна из наиболее важных характеристик, которую следует учитывать при интеграции оптического компонента в лазер. Чтобы узнать больше о LIDT, ознакомьтесь с примечанием к применению Понимание и спецификация LIDT для лазерных компонентов.

УФ лазеры

Использование УФ-лазеров имеет множество преимуществ по сравнению с более длинными волнами, такими как инфракрасный или видимый свет. При обработке материалов инфракрасные или видимые лазеры плавят или испаряют материал, что может помешать созданию мелких точных элементов и повредить структурную целостность подложки. С другой стороны, УФ-лазеры обрабатывают материалы, напрямую разрывая атомные связи в подложке, что означает, что вокруг пятна луча не создается периферийный нагрев. Это уменьшает повреждение материала, позволяя УФ-лазерам обрабатывать тонкие и хрупкие материалы намного эффективнее, чем лазеры видимого и инфракрасного диапазона. Отсутствие периферийного нагрева также облегчает создание очень точных разрезов, отверстий и других мелких деталей. Кроме того, размер лазерного пятна прямо пропорционален длине волны. Таким образом, 

Однако короткие волны УФ-лазеров влияют на LIDT используемой с ними оптики. УФ-свет рассеивается больше, чем видимый или инфракрасный свет, а также содержит больше энергии, что приводит к его поглощению субстратами. Это УФ-поглощение может даже отбеливать составные подложки. Подобно тому, как УФ-лазеры режут материалы, разрывая атомные связи, нежелательное поглощение УФ-лазеров может нарушить связи в оптическом компоненте или покрытии, что приведет к отказу. Это уменьшает LIDT компонента, и оптика обычно имеет более низкий LIDT в УФ-диапазоне, чем в видимом или инфракрасном диапазоне. При работе с LIDT важно помнить, что LIDT напрямую связан с длиной волны.

УФ-оптика

УФ-оптика должна быть тщательно спроектирована и изготовлена, чтобы противостоять воздействию УФ-повреждений. УФ-оптика должна содержать внутри меньшее, чем обычно, количество пузырьков, иметь однородный показатель преломления по всей оптике и ограниченное двойное лучепреломление - характеристику, которая коррелирует поляризацию света с показателем преломления оптики. Кроме того, в случаях, связанных с использованием УФ-лазеров, УФ-оптика должна учитывать длительные периоды воздействия. Примером материала, используемого в УФ-применениях, может быть фторид кальция (CaF2), который обладает всеми вышеупомянутыми свойствами, необходимыми для противостояния воздействию УФ-повреждений. Однако в некоторых случаях даже оптика из CaF2 может быть повреждена. Например, если вы используете оптику из CaF2 в условиях высокой влажности, она будет плохо работать из-за высокой гигроскопичности. 

Поэтому при использовании УФ-лазера крайне важно учитывать порог повреждения лазером. Если выбрана оптика, не предназначенная для УФ-излучения, то спецификация для LIDT может ввести в заблуждение. Для стандартных лазерных оптических компонентов LIDT редко будет даваться для длин волн в УФ-части спектра. Скорее, LIDT будет дан для более высоких длин волн. УФ-оптика представляет собой LIDT, специально протестированный с использованием длин волн ультрафиолетового излучения, что обеспечивает более точные характеристики LIDT.