贰陆红外公司的 MP-5®超低吸收透镜

激光光学元件和光吸收的重要作用

自从 1971 年成立时起，贰陆公司就一直在光学材料和涂层的开发方面扮演着关键的角色，我们的光学材料和涂层使CO2激光成为一项领先的材料加工技术，除此之外，它也在包括激光手术、激光成像、目标定位和安全监控在内的广泛领域发挥着重要作用。

CO2 激光器技术的进展使功率高于 1 kW 的激光器得以在20 世纪 70年代的早期被开发出来。显然，这需要对光学材料和光学涂层技术有深入的理解。

大功率红外激光器（包括高能密度波导激光器）的性能严重依赖于对光学元件基底， 薄膜涂层和及其界面的吸收控制。贰陆公司是红外激光光学元件技术的领军者。

在激光光学元件中的吸收

包括灰尘、油、指印和碳水化合物在内的多种外来材料都会对光学元件的表面造成污染。这些污染物如果沉积在光学元件表面会产生光线吸收，从而导致光学元件的使用寿命缩短，并降低它的效率。

由污染造成的局部热量升高可能会导致高功率激光光学元件出现“热失控”现象。高温会使整块材料中的自由载体增多，吸收率也随之提高。当这一过程达到并超过临界点，会发生类似雪崩的热失控现象。对于锗，这发生在高于 50° C 时。而对于硒化锌和砷化镓，此临界温度则是高于 200° C。

光学元件表面的缺陷也会造成吸收，这些缺陷包括：

• 划痕
• 坑洞和点
• 内部嵌入的抛光磨料
• 涂层针孔
• 涂层中的杂质

这些表面缺陷会成为易损伤点，这是由于它们周围的电场受到严重的扰动从而会降低其性能。

CO2激光器中的吸收效应

对CO2激光波长的吸收率、光学元件的导热性及其镜座，对激光系统的性能和光学元件的寿命都是重要的决定因素。

尽管导致产生吸收的各种来源和控制因素都相当复杂，但是它们的造成的结果却是显而易见的，包括：

• 输出功率下降
• 输出功率波动
• 模式不稳
• 焦点漂移
• 涂层失效
• 外腔光学元件失效（因输出镜的热透镜效应或光束传输系统被污染造成）

所有这些失效现象都可归因于热透镜效应（由于吸收而使光学元件的物理特性发生实质变化）。当材料的折射率因温度而发生变化时，热透镜效应对光束模式造成的影响会进一步加大。材料折射率的变化有更重要的影响，它会使透射光束发生进一步的光学失真。

通过测试保证低吸收率

贰陆公司是第一家设立了激光真空热量测定测试设施的红外光学元件制造商，这套设施的目的是测量商业 CO2激光光学元件的吸收率。

在进行激光热量测定时，光学元件的样品会被安装在真空环境中以隔绝热量。接下来，该样品会受到 CO2激光光束的照射，同时，热电偶将监测样品的温度升高状况。然后关闭激光光束，样品会冷却下来。在精确测量了样品质量、激光光束入射功率，以及测试中的加热和冷却温度变化梯度之后，您可以计算出相对于入射激光功率的总样品吸收百分比。

为了保持在高品质低吸收涂层领域的领导地位，贰陆公司的技术人员会对激光热量测定系统进行定期的校准测试和改进。

贰陆公司拥有众多业界领先的创新项目，这套测试设施就是其中最重要的一项，它使贰陆公司始终处于 CO2激光光学元件技术的最前沿。