夹杂物和气泡的均匀性和散射

2022-10-25 15:00:11 浏览:71

均匀性

光学基片的均匀性描述折射率变化的特征,会导致透射波前的变形和偏振透射效应。[1]它的计算方式为:

Δs是波前偏差,d是衬底厚度,Δn为折射率的P-V变化。高程度的同质性,或者更确切地说,低程度的变异,对于高功率激光器的应用尤其重要。材料熔化的过程会使均匀性发生变化。混合不当和热力学不平衡导致密度变化,冷却和退火过程可能导致应变波形。非均匀性采取全局不均匀性(即整块玻璃的折射率变化)或条纹的形式,这是覆盖大约0.1mm 到 2mm 的玻璃的局部均匀性。表 1 所示定义一般均匀性分类的最大折射率变化。

SCHOTT 均匀性分类 ISO 10110 第 4 部分 均匀性分类 根据 ISO 10110 第 4 部分,折射率的最大变化 根据 ISO 12123 和SCHOTT 光学玻璃目录,折射率的最大变化
 S0 0 ±50 × 10-6  - 
 S1 1  ±20 × 10-6  -
 H1 1  ±20 × 10-6  40 × 10-6
 H2 2  ±5 × 10-6  10 × 10-6
 H3 3  ±2 × 10-6  4 × 10-6
 H4 4  ±1 × 10-6  2 × 10-6
 H5 5  ±0.5 × 10-6  1 × 10-6

表 1: 均匀性的分类及其最大折射率变化值[2]

梯度折射率 (GRIN) 透镜只是有意非均匀透镜的一个例子,这种透镜具有用于非线性弯曲光线的非随机和确定性折射率剖面(图 1)。

图 1: 比较均匀透镜与 GRIN 透镜将光聚集到点

图 1: 比较均匀透镜与 GRIN 透镜将光聚集到点

非均匀性导致散射,从而降低系统性能,并可能导致高功率激光器的激光诱导损伤。为了防止损伤和有效利用能量,传输激光光学必须高度均匀,从而避免传输波前的变形和偏振传输效应。

杂质和气泡造成的散射

杂质是存在于光学玻璃中的外来颗粒,它们以多种方式被引入,包括熔化过程中的污染、未完全熔化的基片批次和溶解率较低的墙体材料。气泡也是由玻璃熔体中发生的反应形成的。在玻璃熔炼过程中,气泡几乎完全消失,但不完美的熔炼过程可能会留下一些残余气泡。精密的制造工艺可确保光学玻璃几乎没有杂质和气泡,但少量残余是不可避免的。在激光光学元件中,由于杂质会散射光线,因此会降低激光诱导损伤阈值 (LIDT)。影响的程度取决于玻璃中夹杂物的数量、性质和大小。

玻璃的杂质和气泡的浓度是通过体积为 100cm3 的材料的总横截面(以 mm2 为单位)得出的,计算方法为所测气泡和杂质的横截面之和。为每个横截面定义每100cm3体积允许的最大气泡直径和数量。夹杂物被视为相同大小的气泡。三个气泡分类包括:标准、VB(增加气泡选择)和EVB(额外增加气泡选择)。

  标准 VB EVB

每 100cm3 玻璃的的最大横截面 (mm2)

0.03

0.02

0.006

每 100cm3 体积 (cm3) 的

10

4

2

 

标准

VB

EVB

最大数量 (cm3) 单个气泡允许的最大直径 (mm)
800 0.55 0.45 0.25
500 0.44 0.36 0.20
300 0.34 0.28 0.15
200 0.28 0.23 0.12
100 0.20 0.16 0.09
50 0.14 0.11 0.06

表 2: 光学介质中的气泡和夹杂物的分类[3]

参考文献

[1] F. Reitmayer and E. Schuster, "Homogeneity of Optical Glasses," Appl. Opt. 11, 1107-1111 (1972)
[2] “TIE-26: Homogeneity of Optical Glass.” Schott, February 2016.
[3] “TIE-28: Bubbles and Inclusions in Optical Glass.” Schott, May 2016.

 

技术专题

作          者: 泮桥成像光电商城

出          处: https://www.ipanqiao.com/article/688

版          权:本文版权归泮桥成像光电商城所有

转          载:欢迎转载,但必须保留上述声明;必须在文章中给出原文链接;否则必究法律责任。

Copyright © 2019-2022 南京超维景生物科技有限公司 版权所有 www.ipanqiao.com苏ICP备20009590号-1
联系我们
立即做合同
微信客服
电话咨询

400-998-9826

17302548620

快速留言

泮桥成像光电商城专业人员会在24小时之内联系您

关闭 提交