激光损伤阈值

激光对滤光片的损伤程度取决于多重因素,因此很难保证滤光片在所有可能情况下的性能。然而,确定激光损伤阈值(LDT)是有用的,使脉冲通量或强度低于该阈值就不太可能损害滤光片。

激光损伤阈值计算器

Semrock的激光损伤阈值计算器仅供参考/指导用途。

LDT计算器不适用的情况:LIDT试验中激光损坏仅为某项关键参数时。即:此计算器仅适用于激光是唯一的损伤源,环境中没有其他的损伤源,如分子污染、物理污染、安装应力、温度等环境变量,大多数光学器件从未达到理想的计算LDT。LDT计算器根据标称规格按激光波长和脉冲持续时间进行缩放,但应注意的是,尽管方程式在纳秒范围内相当线性地缩放,但当切换为皮秒级时,损伤机理从主要是热破坏变为电子击穿。脉冲持续时间。最后,大多数光学器件将具有特定的区域,这些区域由于材料吸收而具有较低的激光损伤阈值,其中包括OH线和较低的UV波长范围。

某个产品的激光损伤阈值是多少?

LDT规格可在“规格”选项卡的“光学损坏等级”标题下的每个产品网页上找到。或者使用计算器,在第一项下拉菜单“Product Family”中选择对应的产品系列。该系列产品的激光损伤阈值即会出现在计算器页面的右边。

如何使用激光损伤阈值LDT计算器?

IBS离子束溅射硬镀膜的Semrock滤光片提供了高的激光损伤阈值,但是这不意味着其可以接受无上限的激光强度,更关键的是,你需要计算出安全使用的光斑大小,在此之内使用。使用此LDT激光损伤阈值计算器,属于激光器的类型和功率等参数,然后尝试变化使用的光斑大小,直到绿色的安全信号出现。

1.通篇阅读此网页,了解基本知识,如不同的激光器类型,对滤光片的损伤原理不同,所采用的计算方法不同;功率=强度/面积,光斑面积越大,单位面积上受到光损伤越小;知道该产品的激光损伤阈值是第一步,最关键的是要算出安全使用的光斑大小,并在此安全大小之内使用。

2.联系您的激光器厂商提供激光器的参数。

3.在英文网站上搜索你的产品型号,亦可得到激光损伤阈值的数值。

4.点击这里,使用LDT激光损伤阈值计算器

5.选择你所购买的产品所属的产品系列,计算器右方将自动出现其激光损伤阈值。使用产品型号 vs 产品系列查询。

6.进一步按照激光器厂商提供的激光器参数进行选择和输入。

7.在Beam Diameter处输入您实验状态下的最小光斑,然后点击计算,即可得出此最小光斑情况下,滤光片的损伤可能性。

8.如果上一步计算的结果为红色,说明此光斑大小使用时,已经超过激光损伤阈值,您的滤光片产品很可能会损坏,您需要进一步增加光斑尺寸,然后重复上述操作,直到安全的绿色结果出现。如果是绿色的结果,说明此时在激光损伤阈值以内,可以放心使用。

如果您有任何疑问,请联系我们。

各种不同类型的激光器是如何造成滤光片损伤的?

脉冲激光器对比连续波激光器: 脉冲激光器在一系列持续时间 τ 为的脉冲中以重复率 R 和峰值能量 Ppeak发射光,连续波(cw)激光器以恒定功率P发射稳定的光束。大多数激光器的脉冲激光平均功率 Pavg 和连续激光恒定功率通常在几毫瓦(mW)到瓦特(W)之间。本注释末尾的表格总结了用于表征脉冲激光器输出的关键参数。

下表概述了三种主要类型的激光器预计会发生激光损伤的条件。

单位: P 用 Watts; R 用Hz; 直径 用 cm; LDTLPin J/cm2.

注意: lspec 和tspec 分别是波长和脉冲宽度, 在其中 LDTLP 已指定。

* 连续波激光器和准连续波激光器的情况是粗略的估计,不作为保证规格。

长脉冲激光器:

通常根据 “长脉冲激光器” 的脉冲密度来指定长脉冲的损伤阈值。因为脉冲之间的时间是如此之大(毫秒),受辐照的材料能够热放松-因此损坏通常不是热诱导的, 而是由几乎瞬间的电介质击穿引起的。通常损坏的结果是材料的表面或体积缺陷以及附近的不规则光场特性。Semrock滤光片 LDTLP 1 J/cm2 ,因此被认为是 “高功率激光质量” 组件。一个重要的例外是窄带激光线滤光片,其内部场强强烈地集中在几层薄膜涂层中,从而产生了大约小一个数量级的 LDTLP 。

连续(cw)激光器:

cw 激光器的损坏往往是由热 (加热) 效应引起的。基于这个原因,对于 cw 激光器,LDTCW更加依赖于样品的材料和几何性质,因此,与长脉冲激光器不同,用单个数量来指定是更加困难的。基于这个原因,Semrock 不测试也不指定其滤光片产品的 LDTCW 。作为一个很大概的规则,许多全玻璃组件,如介质膜的反射镜和滤光片都有一个 LDTCW (强度指定为 kW/ cm2 ) ,这个值至少是长脉冲激光激光损伤阈值LDTLP 的10倍(指定为强度来定量,单位是 J/cm2)。

准连续激光:

准连续激光是在飞秒 (fs) 到皮秒 (ps) 范围内,脉宽 τ 的脉冲激光。而且,高功率激光器的重复频率通常在 10-100 MHz 左右。这些激光器通常是锁模的,这意味着频率由激光腔内的光的往返时间决定的。这样高的重复频率,脉冲之间的时间非常短,不可能发生热松弛。因此,在 LDT 方面,准连续激光通常大概按照类似连续激光器处理,使用平均强度代替连续激光强度。

举例: 双频 Nd:YAG 激光器,波长为 532 nm,假设该激光器的参数为: τ = 10 ns, R = 10 Hz, 和 Pavg = 1 W. 那么 D = 1 x10–7,E = 100 mJ, 并且 Ppeak= 10 MW. 对于光斑直径 = 100 μm, F = 1.3 kJ/cm2, 所以某产品 LDTLP = 1 J/cm2 就和可能被损坏. 但是,如果使用时的光斑直径 = 5 mm, F = 0.5 J/cm2, 此时,这个滤光片产品就很可能不会被损坏。

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