Πώς να προστατέψετε τα οπτικά λέιζερ από τους κινδύνους της ζημιάς από την υπεριώδη ακτινοβολία;

Τα οπτικά λέιζερ αποτελούν σημαντικό συστατικό πολλών τύπων λέιζερ, συμπεριλαμβανομένων των εμπορικών, βιομηχανικών, ιατρικών και επιστημονικών λέιζερ. Ωστόσο, τα οπτικά λέιζερ UV έχουν συχνά περιορισμένη διάρκεια ζωής για δύο βασικούς λόγους: μόλυνση που προκαλείται από λέιζερ (LIC) και κόπωση με υπεριώδη ακτινοβολία. Το LIC προκαλείται από την εναπόθεση ανεπιθύμητου υλικού στην επιφάνεια του οπτικού, ενώ η κόπωση από την υπεριώδη ακτινοβολία προκαλείται από συσσωρευμένο υλικό. Η έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει βλάβη στα οπτικά. Με την πάροδο του χρόνου, αυτές οι δύο διαδικασίες βλάβης υποβαθμίζουν την απόδοση του οπτικού.

 

 

Τι είναι η μόλυνση που προκαλείται από λέιζερ (LIC)
Τα οπτικά εξαρτήματα μπορούν να μολυνθούν όταν τα λέιζερ UV αλληλεπιδρούν με σωματίδια, υδρατμούς, οργανική ύλη και άλλους ρύπους στο σύστημα. Αυτοί οι ρύποι μπορεί να προέρχονται από τον ατμοσφαιρικό αέρα, τον οπτομηχανικό εξοπλισμό και άλλα υλικά του συστήματος. Αν και οι μέθοδοι μετριασμού όπως ο αερισμός ξηρού αζώτου είναι χρήσιμες, μπορεί να οδηγήσουν σε LIC. Οποιαδήποτε συσσώρευση σωματιδίων εμποδίζει τη διαδρομή του φωτός, μειώνει τη λειτουργικότητα των εξαρτημάτων και μπορεί να μειώσει το όριο βλάβης λέιζερ του οπτικού συστήματος.

 

Λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας, συχνά εμφανίζεται συμπύκνωση σε οπτικές επιφάνειες. Αυτά τα συμπυκνωμένα μόρια νερού μπορούν στη συνέχεια να αλληλεπιδράσουν με το λέιζερ και το επιφανειακό υλικό, ξεκινώντας το LIC. Επιπρόσθετα, οι εκπομπές αερίων και άλλοι μοριακόι ρύποι που μεταφέρονται στον αέρα συχνά οδηγούν στο σχηματισμό εναποθέσεων με βάση τον άνθρακα σε οπτικές επιφάνειες. Η ανάπτυξη του LIC που μοιάζει με δέντρο μπορεί να παρατηρηθεί στο Σχήμα 1.

 

Τι είναι η UV κόπωση;
Εκτός από το LIC που προκαλείται από το περιβάλλον, τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε επιστρώσεις και υποστρώματα είναι επιρρεπή σε υποβάθμιση με την πάροδο του χρόνου λόγω διεργασιών οπτικής κόπωσης, ακόμη και αν η ένταση της πηγής φωτός είναι κάτω από το όριο βλάβης που προκαλείται από λέιζερ (LIDT).

 

Η έννοια της UV κόπωσης μπορεί να συγκριθεί με το δέσιμο ενός βιβλίου. Ακόμη και η ελαφριά χρήση μπορεί να προκαλέσει φθορά. Πειράματα κόπωσης με υπεριώδη ακτινοβολία που διεξήχθησαν από την Edmund Optics έδειξαν ότι υπό ορισμένες συνθήκες, όπως το κενό, η έκθεση με λέιζερ UV μπορεί να προκαλέσει φαινόμενα κόπωσης με υπεριώδη ακτινοβολία. Η διαφορά μεταξύ της κόπωσης LIC και UV είναι ότι το LIC είναι μια αθροιστική διαδικασία, ενώ η κόπωση είναι η βλάβη στο φως. υλικό, προκαλώντας αποχρωματισμό ή άλλες εγγενείς αλλαγές που μπορεί να οδηγήσουν ακόμη και στην αφαίρεση του υλικού.

 

Δύο φαινόμενα που καθορίζουν τις συνθήκες και τους μηχανισμούς για σημαντική υποβάθμιση της οπτικής απόδοσης βρίσκονται κάτω από το όριο βλάβης ενός παλμού στην περιοχή λέιζερ βραχέων παλμών.

 

Ο πρώτος μηχανισμός βασίζεται σε αλλαγές στον δείκτη διάθλασης, παράγοντας ένα φαινόμενο φακού που αυξάνει την τοπική ένταση φωτός στο οπτικό στοιχείο.

 

Ο δεύτερος μηχανισμός περιλαμβάνει το σχηματισμό φωτοεπαγόμενων ελαττωμάτων μέσω του σχηματισμού αυτοπαγιδευμένων εξιτονίων, που οδηγεί στη συσσώρευση κέντρων απορρόφησης και στην απώλεια της οπτικής αποτελεσματικότητας.

 

 

Τόσο το LIC όσο και η οπτική κόπωση μπορεί να εμφανιστεί, αν και σε μικρότερο βαθμό, σε λέιζερ σε ορατά και υπέρυθρα μήκη κύματος. Ωστόσο, η υψηλή ενέργεια των φωτονίων υπεριώδους ακτινοβολίας καθιστά αυτά τα φαινόμενα πιο κοινά σε συστήματα που εκπέμπουν σε αυτό το φασματικό εύρος.

 

 

 

Πώς να προστατέψετε τα οπτικά λέιζερ από τους κινδύνους της ζημιάς από την υπεριώδη ακτινοβολία;
Ένας τρόπος για την προστασία των οπτικών λέιζερ από τις βλάβες στην υπεριώδη ακτινοβολία είναι η χρήση προστατευτικών επικαλύψεων. Αυτές οι επικαλύψεις έχουν σχεδιαστεί για να εμποδίζουν τη διείσδυση της υπεριώδους ακτινοβολίας και να προστατεύουν από τις βλαβερές επιπτώσεις της. Μερικές από τις πιο δημοφιλείς επικαλύψεις περιλαμβάνουν αντι-ανακλαστικές επικαλύψεις (που μειώνουν την ποσότητα της υπεριώδους ακτινοβολίας που φτάνει στον φακό) και αντι-UV επικαλύψεις (που μπλοκάρουν πλήρως την υπεριώδη ακτινοβολία).

 

Ένας άλλος τρόπος για να προστατεύσετε τα οπτικά λέιζερ από τις βλάβες στην υπεριώδη ακτινοβολία είναι να τα αποθηκεύσετε σωστά. Όταν δεν χρησιμοποιούνται, οι φακοί πρέπει να φυλάσσονται σε σκοτεινό περιβάλλον μακριά από την υπεριώδη ακτινοβολία. Επιπλέον, οι φακοί θα πρέπει να φυλάσσονται σε καθαρό, στεγνό μέρος χωρίς υπολείμματα ή υγρασία που θα μπορούσαν να προκαλέσουν ζημιά με την πάροδο του χρόνου.

 

Ο τακτικός καθαρισμός είναι επίσης σημαντικός για να διατηρείτε τα οπτικά λέιζερ σας σε καλή κατάσταση και να τα προστατεύετε από βλάβες από την υπεριώδη ακτινοβολία. Ο σωστός καθαρισμός περιλαμβάνει τη χρήση ενός μαλακού πανιού ή βούρτσας για να αφαιρέσετε τη βρωμιά ή τα υπολείμματα από το φακό και στη συνέχεια να τον πλύνετε απαλά με ένα ήπιο διάλυμα καθαρισμού. Είναι σημαντικό να αποφύγετε την έκθεση του φακού σε σκληρές χημικές ουσίες ή διαλύτες που μπορεί να προκαλέσουν ανεπανόρθωτη ζημιά.

 

 

Συνοπτικά, η προστασία των οπτικών λέιζερ από τις βλάβες από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι κρίσιμη για τη διατήρηση της απόδοσής τους και την παράταση της διάρκειας ζωής τους. Χρησιμοποιώντας προστατευτικές επιστρώσεις, κατάλληλη αποθήκευση και τακτικό καθαρισμό, τα οπτικά λέιζερ μπορούν να παραμείνουν σε άριστη κατάσταση για τα επόμενα χρόνια.

​