RP系列激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 光束吸收裝置

在各種情況下，都會(huì)有一束光（通常是激光束）是暫時(shí)或始終不需要的，因此需要被阻擋，例如,出于激光安全的原因。為此，可以使用某種安全吸收光功率的光束吸收器。與光束快門不同的是，光束吸收裝置不能被關(guān)閉，為了再次釋放這個(gè)光束，需要移除該裝置。
需要光束吸收裝置的一些典型情況:
當(dāng)某種泵浦激光器向另一個(gè)設(shè)備(例如，鈦藍(lán)寶石激光器或OPO)發(fā)射光束時(shí)，需要暫時(shí)在沒(méi)有泵浦光的情況下工作(例如，清潔一些鏡子)，可以在設(shè)備之間插入光束吸收器(而不是關(guān)閉泵浦激光器)。
l 人們可能需要永久阻擋由寄生反射或透射產(chǎn)生的光束。例如，由于高循環(huán)的腔內(nèi)功率，即使高功率激光器中的高反射鏡也可以傳輸大量的光功率。這種寄生光束可能導(dǎo)致激光危害或其他問(wèn)題，例如一些激光鏡的支架的升溫，從而導(dǎo)致熱致失準(zhǔn)。
一些光學(xué)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生不需要的光束。例如，聲光偏轉(zhuǎn)器的非衍射光束或可變光衰減器中偏振器的輸出之一可能需要被吸收。
一種用于非常高功率水平的光束快門可以通過(guò)光束吸收器和可移動(dòng)反射鏡的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，其可移動(dòng)反射鏡到光路中，來(lái)實(shí)現(xiàn)光束進(jìn)入吸收器。

光束吸收裝置的功能和類型
光束吸收器最重要的功能也許是避免任何光線沿其正常路徑傳播。只需一個(gè)簡(jiǎn)單的光束阻擋裝置就能實(shí)現(xiàn)這一目的，例如，一個(gè)帶有黑色涂層(吸收涂層，如陽(yáng)極氧化鋁)的金屬部件，可能還有一些冷卻管（fingers）。
在某些情況下，強(qiáng)烈抑制任何反射和反向散射光也很重要。例如，在激光安全性方面，即使來(lái)自千瓦激光束的散射光的最小部分也可能存在問(wèn)題。那么簡(jiǎn)單的光束阻擋器可能就不夠用了。因此，開發(fā)出了更多的具有更復(fù)雜設(shè)置的束流阱器件。例如，可以有一個(gè)光束被發(fā)射到其中的錐形黑色部分。盡管有吸收涂層，大多數(shù)被反射或散射的光到達(dá)黑色錐體的其他部分。此外，在錐體的前面，可以放置某種內(nèi)部也是黑色的空腔或管子。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的此類光阱器件幾乎不會(huì)將光線送回光源，至少當(dāng)在特定的工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)工作時(shí)是如此。

功率容量
用于高功率激光束的光束吸收裝置需要耗散大量的能量，這些能量被轉(zhuǎn)化為熱能。對(duì)于高達(dá)幾瓦的功率，通常在吸收器上安裝某種冷卻管就足夠了，它可以通過(guò)空氣對(duì)流和熱輻射來(lái)釋放熱量。但是，請(qǐng)注意，光束吸收裝置在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)變得非常熱，有時(shí)溫度會(huì)超過(guò)100°c。
使用風(fēng)扇冷卻設(shè)備可以消耗大量增加的功率(有時(shí)數(shù)百瓦)。除了稍高的成本之外，可能的缺點(diǎn)是也許會(huì)造成氣流的干擾和振動(dòng)，并且需要電源。
對(duì)于更高的功率(例如幾千瓦)，有水冷光束吸收裝置。當(dāng)然，它們的運(yùn)行涉及額外的要求，如提供冷卻水、安全避免漏水等。
在極端情況下，吸收需要分布在更大的體積上。一種可能的解決方案是在添加了物質(zhì)的水箱中吸收光線，以獲得適當(dāng)?shù)奈樟俊?span style="display:none"> K)5j
在任何情況下，高功率光束都不應(yīng)被送入光束半徑過(guò)小的光束吸收器，否則會(huì)導(dǎo)致光強(qiáng)過(guò)大。對(duì)于從Q開關(guān)激光器獲得的具有高能脈沖的光束來(lái)說(shuō)尤其如此。這種脈沖可能導(dǎo)致吸收體材料的燒蝕或其他種類的退化。因此，除了對(duì)平均功率的限制之外，光束吸收器的規(guī)格還可能包含對(duì)容許脈沖流量(單位：J/cm2)的限制。

裝配
永久需要的光束吸收器通常應(yīng)牢固地固定在光學(xué)裝置中，例如使用螺釘。從光束吸收器中獲得一些熱流進(jìn)入基板可能是有幫助的。在其他情況下，基板的加熱可能是不必要的(例如，如果熱膨脹導(dǎo)致敏感設(shè)置的偏移)；然后，就可能需要使用能最大限度減少熱傳導(dǎo)的底座。
例如，對(duì)于其他僅臨時(shí)使用的光束吸收器，使用磁性底座可能會(huì)更方便。