Pourquoi Quartz ? C’est le fondement essentiel. Le quartz fondu est choisi pour ses propriétés exceptionnelles :
· Seuil de dommage laser élevé (LDT) : il peut résister à un rayonnement laser intense de haute puissance sans être lui-même endommagé, ce qui constitue la principale exigence.
· Excellente stabilité thermique et faible dilatation thermique : il se dilate ou se contracte à peine en cas de changements de température extrêmes à l'intérieur de la tête laser. Cela évite les décalages de mise au point et les contraintes mécaniques qui pourraient fissurer l'objectif.
· Transmittance élevée à 1064 nm : Il est naturellement hautement transparent à la longueur d'onde infrarouge de 1064 nm, garantissant ainsi une perte minimale de puissance laser sous forme de chaleur dans le substrat de la lentille.
· Pureté et homogénéité : Il manque de bulles et d'inclusions, qui pourraient devenir des points d'absorption d'énergie et de défaillance catastrophique.
b) Revêtement : revêtement antireflet (AR) 1064 nm
· Objectif : Le revêtement est appliqué pour maximiser la transmission laser et protéger la lentille de la dégradation.
· Fonction:
· Maximise la transmission : un revêtement AR spécialisé est conçu pour la longueur d'onde de 1 064 nm. Il réduit les réflexions de surface à un minimum absolu (par exemple, transmission > 99,8 % par surface), garantissant que la quantité maximale de puissance laser atteint la pièce à usiner. Cela améliore l’efficacité de coupe et réduit les coûts énergétiques.
· Minimise l'accumulation de chaleur : toute énergie laser réfléchie est absorbée sous forme de chaleur par le support de lentille ou d'autres composants. En minimisant la réflexion, le revêtement réduit directement la charge thermique sur l’ensemble de la tête de coupe.
· Protection : Dans de nombreux cas, le revêtement est également conçu pour être dur et chimiquement inerte afin de résister à l'oxydation et à la contamination causée par les fumées de coupe.
2. Fonction principale : Protection
Le seul but de cette lentille est d’agir comme une barrière sacrificielle, protégeant des optiques en amont beaucoup plus coûteuses. Il est placé comme composant optique final dans la tête de découpe laser, juste avant que le faisceau focalisé ne sorte vers la pièce.
Il protège contre :
· Éclaboussures et éclaboussures : métal en fusion, matériau vaporisé et débris projetés pendant le processus de découpe.
· Fumées et condensats : Fumée huileuse et autres contaminants produits lors de la découpe de divers matériaux (métaux, plastiques).
· Contact accidentel : dommages physiques causés par une pièce ou un outillage.
3. Principales caractéristiques de performance
· Seuil élevé de dommages induits par laser (LIDT) : la spécification la plus critique. Il définit la puissance laser/densité d’énergie maximale que la lentille peut gérer sans être endommagée.
· Transmission élevée (@1064 nm) : généralement > 99,5 % pour une lentille traitée, garantissant une perte de puissance minimale.
· Qualité de surface : une qualité de surface élevée et un faible risque de rayures sont essentiels pour empêcher la diffusion indésirable du faisceau haute puissance, qui pourrait endommager la lentille ou d'autres composants.
· Résistance aux rayures : Un revêtement durable est nécessaire pour permettre un nettoyage régulier sans dégradation.
4. Contexte opérationnel et maintenance
· Article consommable : ces lentilles sont considérées comme des consommables. Même avec une protection, ils finiront par se salir, être recouverts de fins résidus ou piqués de manière microscopique. Cela dégrade la qualité de coupe (par exemple, puissance réduite, profil de faisceau déformé).
· Nettoyage et remplacement : ils sont conçus pour être facilement accessibles pour un nettoyage régulier (avec des solvants et des techniques appropriées) et un remplacement. Une lentille de protection sale ou endommagée doit être remplacée pour maintenir la qualité de coupe et pour éviter d'endommager la lentille de mise au point beaucoup plus coûteuse située derrière elle.
5. Comparaison avec l'objectif de mise au point
Il est crucial de distinguer cette fenêtre de protection de la lentille de focalisation :
· Lentille de protection : Il s'agit généralement d'une fenêtre plane parallèle (plate). Son rôle consiste uniquement à protéger et non à focaliser le faisceau. Il est relativement peu coûteux et remplacé fréquemment.
· Lentille de mise au point : Il s'agit d'une lentille incurvée (souvent ménisque) située devant la fenêtre de protection. Son rôle est de focaliser le faisceau laser sur un petit point. C’est très précis et beaucoup plus cher. La fonction principale de la lentille de protection est de protéger cette précieuse lentille de mise au point.
En résumé, une lentille de protection en quartz à revêtement 1 064 nm pour la découpe laser est un composant consommable essentiel qui agit comme une fenêtre durable à haute transmission. Il protège le cœur optique d'un système laser industriel contre les débris de processus tout en garantissant une puissance laser maximale pour des opérations de découpe efficaces et précises. Sa construction robuste et son revêtement spécialisé en font un élément indispensable de l'usinage laser moderne.
Haian Subei Optical Glass Factory est spécialisée dans la fabrication et le traitement de précision d’une large gamme de composants optiques. Leurs capacités incluent la production de verre filtre coloré optique, l’application de revêtements avancés pour créer du verre filtre de revêtement et la fabrication de prismes optiques et de lentilles assemblées précis. Ils travaillent également avec des matériaux tels que les fenêtres en verre transparent et les feuilles d'acrylique/PMMA, et fabriquent des produits essentiels tels que des miroirs optiques et divers filtres de caméra.
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