Стекло защитное 34*5 мм - ОРИГИНАЛ 8 кВт

Изготовление защитного стекла 34×5 мм

Производство оригинального защитного стекла для лазерных станков — это полный оптический цикл, а не просто «отрезали кружок из стекла». Условно процесс можно разделить на несколько этапов.

1. Выбор и подготовка оптического материала

• В качестве сырья используется высокочистый плавленый кварц (JGS1 / Fused Silica). Он имеет:

  • очень малое поглощение на длине волны 1030–1090 нм (диапазон волоконных лазеров),

  • высокую термостойкость и химическую устойчивость,

  • высокий порог лазерного повреждения.

• Из слитка или крупной пластины кварца нарезаются заготовки нужной толщины, которые затем шлифуются до базового размера.

2. Механическая обработка заготовки

Далее заготовка превращается в оптическое окно с точными геометрическими параметрами:

1. Круглая резка (dicing).
   Пластину кварца режут на круглые «таблетки» диаметром 34 мм с небольшим припуском на доводку.

2. Плоское шлифование и доводка по толщине.
   Параллельные поверхности обрабатываются на плоскошлифовальных и доводочных станках до толщины 5 мм с допуском порядка ±0,05–0,1 мм (для качественных окон — ещё точнее).

3. Шлифовка кромок и фаски.
   Торец круга снимается с фаской 0,2–0,5×45°, чтобы стекло:

   • не скалывалось при установке в держатель,

   • не давало концентраторов напряжений при нагрузке давлением газа.

3. Прецизионная полировка оптических поверхностей

После грубой механики стекло «оптически доводят»:

• Поверхности полируются до высокой оптической точности (типично λ/4–λ/10 по плоскостности, качество поверхности 40/20 или лучше по Scratch/Dig).

• Низкая шероховатость и малое рассеяние крайне важны для:

  • минимизации потерь и нагрева при больших мощностях,

  • сохранения формы пучка и стабильного фокуса.

На этом этапе заготовка уже прозрачная, но без просветляющего покрытия потери на отражении были бы около 8–10 % (по ~4 % с каждой стороны).

4. Нанесение просветляющих покрытий (AR-плёнок)

Главный «секрет» защитного стекла – правильное антиотражающее (AR) диэлектрическое покрытие:

1. Подготовка и очистка.
   Перед напылением стекла проходят глубокую очистку:

   • многократное промывание в деонизированной воде и специальных растворах,

   • ультразвуковую чистку,

   • сушку в чистой камере.
     Любая пыль или жир здесь критичны — они снижают порог лазерного повреждения.

2. Вакуумное напыление.
   В вакуумной камере на обе стороны стекла наносят многослойную диэлектрическую структуру (обычно методом термического/электронно-лучевого испарения или ионно-лучевого напыления).
   Покрытие оптимизируется под диапазон 1030–1090 нм (1064 нм), чтобы:

   • уменьшить отражение до <0,1–0,2 % с каждой стороны,

   • обеспечить суммарную пропускание >99,6–99,9 %.

3. Высокий порог лазерного повреждения.
   Качественные AR-покрытия на fused silica обеспечивают порог >15–20 Дж/см² и рассчитаны на мощность 6–10 кВт и выше при правильном охлаждении и чистоте.

4. Дополнительные свойства.
   Современные покрытия дополняют:

   • улучшенной устойчивостью к царапинам,

   • возможным «антигрязевым» верхним слоем, который облегчает очистку от брызг и копоти.

5. Финишная очистка и контроль качества

После напыления каждый элемент проходит финальную проверку:

• Оптический контроль:

  • измерение коэффициента пропускания на длине волны 1064 нм,

  • проверка равномерности покрытия по площади,

  • интерферометрия для контроля плоскостности и клина.

• Визуальный контроль: отсутствие царапин, сколов кромки, пузырей и включений.

• Чистота поверхности: стекла очищаются в безпылевой зоне, упаковываются в индивидуальные боксы или кассеты, исключающие контакт рабочей поверхности с руками и пылью.

Только после этого защитные стёкла диаметром 34 мм и толщиной 5 мм поступают на склад как готовый расходный элемент для голов лазерных станков до 8 кВт.