工业激光设备中,为什么要同时给氙灯和晶体棒都加装滤紫外石英管?今天把这个行业细节彻底讲透。
一、先搞懂:氙灯的发光特点
氙灯是全光谱发光:200-2000nm,从200nm~400nm紫外光→可见光→近红外光,全部都有。
但对1064nm Nd:YAG激光有用的,只有可见光+近红外波段;200~400nm紫外线,完全没用,而且是”有害光”。
二、为什么氙灯外面要加滤紫外石英管?
隔离并过滤紫外杂光
氙灯原生大量紫外光,灯外套专用滤紫外石英管,先第一道拦截,把200-400nm紫外光大部分挡掉,不让它乱散射到谐振腔里面。
物理安全防护,防炸裂
氙灯工作温度极高、高压放电,寿命到了容易炸裂;外面一层石英管相当于防爆罩,碎玻璃不会溅到晶体、反射腔、镀金腔壁,保护整腔光学元件。
隔热、防腔壁老化
氙灯强高温+紫外线,会加速谐振腔内壁镀金层、密封胶、绝缘件老化、变色、脱层;滤紫外管同时隔热、隔紫外,延长腔体配件寿命。
防尘、防油污附着灯管
工业环境有粉尘、油烟,有保护管隔开,不会直接粘在氙灯管壁,避免灯管局部吸热不均、发黑烧坏。
三、为什么Nd:YAG晶体棒还要再单独套一根滤紫外管?
就算氙灯已经滤了一遍,还是有少量残余紫外光会照到晶体,必须第二道防护,核心原因有以下5点:
1. 紫外光晶体不吸收做激光,只发热
Nd:YAG晶体只吸收可见光和近红外用来能级跃迁、产生1064nm激光;紫外线它不参与受激辐射,只会被晶体直接吸收变成热量。
2. 造成晶体热畸变、光斑变差
多余热量积在晶体内部,产生热透镜效应、热形变,激光光斑发虚、功率不稳、出光飘。
3. 紫外线会把晶体慢慢”照坏、照变色”
长期紫外照射,Nd:YAG晶体会发黄、发暗、产生内部缺陷,增益下降、寿命大幅缩短。
4. 保护晶体两端镀膜
晶体两头的增透膜、谐振腔膜最怕紫外线,长期照会膜层氧化、起皮、脱落,晶体直接报废。
5. 防止氙灯炸裂后导致晶体棒被炸裂
虽然氙灯那里加了滤紫外管来防止炸裂后损伤晶体,但是一道防线还不够,这里再加一道防线,会让晶体更安全。
四、一句话总结:双重滤紫外防护,等于两道安全保障机制
- 第一道在灯上:滤除紫外、防爆隔热,保护谐振腔配件
- 第二道在晶体上:挡住剩余紫外、减少晶体发热、防止晶体被灯炸伤、防止晶体变色烧坏,保护端面镀膜,保证1064nm激光功率稳定、光斑好、机器寿命长
来源:微信公众号”高飞激光配件”
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